導語：PS測井如何應用于巖土地基勘探一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

在經濟高速增長的背景下，建筑行業的發展呈現出一片生機蓬勃之勢，為保證工程質量，建筑地基勘察工作中越來越需要快捷、有效、簡便地計算出巖土層的彈性力學參數，傳統的方法主要是靜力測試法，得出的參數為靜彈模值，然而這種方法測試設備笨重，測試時間長、費用高，并且只能選擇少數測點進行測量，難以對整個場地巖土介質的力學性質做出總體評價，因此我們從彈性波測試方法出發，選擇ps測井技術進行地基勘察，以適合建筑行業的需要。Ps測井是P波(縱波)、S波(橫波)速度測井的簡稱，也叫波速檢測，屬原位測試范疇，它以巖土體的彈性特征為基礎，通過測定不同巖土層P波、S波的傳播速度，進而計算出巖土體的動彈性模量、動體變模量、動剪切模量、動泊松比等多種巖土工程力學參數，據此判定巖土體的工程性質，為工程設計提供可靠的科學依據。同時在工程地質調查中，通過與地面淺層地震勘探配合使用，可大大提高地震資料的解釋精度；并且可提供斷層破碎帶、地層厚度以及折射波法難于探測的低速夾層等情況，因而被廣泛地用于解決工程勘探及水文勘探中所提出的地質問題21。PS測井分為單孔法和跨孔法兩種，由于單孔法簡單有效，所以工程上一般采用單孔法，本次勘察也是采取單孔PS測井方法。

1PS測井的原理

1．1基本原理

單孔法PS測井的原理如圖1所示，在地面某點S以錘擊激發木板產生地震縱、橫波，在井中深度為Z。、Z等位置擺放三分量檢波器以接收來自S點的波場信息。對原始波形，為計算平均速度，須把記錄時問換算成井口到檢波器的垂直入射時間。設z、Z：之間的波速為V，彈性波以這個速度從z沿井壁傳播到z：所需的時間為△t，則△t。與在z與z深度處所實測的記錄初至時間T、r2的關系式為p：對△t求和，則∑At。就是波從井口傳到深度為Z。+1處所用時間，用t．來表示，則巖層中某一深度z．+1處的平均速度為：V=Z+l／t相鄰道所對應的層速度為：

1．2巖土層力學參數的計算

以巖土體的彈性特征為基礎，通過測定不同巖土層縱波、橫波的傳播速度，計算出下述一系列的巖土力學參數。據此判定巖土層的工程性質，為工程設計提供可靠的科學依據。其中V。為實測巖體縱波速度，V為本工區新鮮完整巖石的縱波速度，通過巖體完整性系數可以評價巖土體的破碎程度。

2數據采集

本次勘探所用檢波器為重慶儀器廠所生產的井中三分量檢波器，貼壁形式為電磁式機械貼壁，防水性能優良，所用的地震儀器為日本產的0Y0248道工程地震儀，激發方式為叩板法，測量時按照以下程序進行。

(1)進行掃孔。如果被測量的孔不是剛打的孔，測前用鉆機進行掃孔，以免泥漿沉淀固結或者井壁塌陷堵住鉆孔而測不到預定深度。

(2)設置震源。將震源設置在離井口2m左右的地方，使木板與地面耦合良好，并在木板上面壓數百公斤的重物。

(3)進行測試。測試時，自孔底向上每次提升1m，固定三分量檢波器，分別進行擊板，左右激震產生相位相反的橫波(SH波)，沿垂直板面方向錘擊木板產生縱波，通過分量檢波器接收由震源產生的彈性波信號，并通過連接電纜傳輸到地震儀上進行儲存并顯示波形，各測點依次進行上述操作，最后得到全孔的波形記錄，從中再進行拾取縱波、橫波的旅行時，通過以上公式可以計算出波速進而計算巖土層的力學參數f61。

3資料處理與解釋

本次勘探深度范圍內的地層主要為第四系覆蓋層與板巖。其中第四系覆蓋層主要為亞粘土，下伏基巖主要為板巖等，根據其風化程度可分為全風化、強風化、弱風化、微風化層。由于全風化巖石呈土狀，從物理性質上看，其波速和第四系松散覆蓋層相近，從工程力學性質上看和土層相近，故將全風化巖層劃入第四系土層中，本次PS測井土要目的是確定覆蓋層厚度，提供各地層的波速，劃分風化層位，時計算巖體力學參數，為巖體質量劃分提供較為可靠的依據。對于本次PS測井所得到的l6個鉆孔資料，首先進行拾取縱波、橫波的旅行時，然后進行縱、橫波速度的計算，最后得到能比較真實反映地下巖性變化的力學參數。為了說明問題，本次選擇SZK1鉆孔為例，來說明井壁圍巖的各種動測力學參數隨深度的變化關系。圖2為縱波速度與橫波速度隨鉆孑L深度變化的關系曲線，從中可以看出層速度變化比較明顯，在測試深度內具體可劃分為四個速度帶，由淺到深風化程度逐漸變低。在層底深度為3m處的上卜地巖層縱波和橫波波速有明顯差異，說明該處上下地層巖性不同，差異變化比較明顯，同時結合鉆孔資料，可將該界面以上歸為一層，即亞粘土層；同理可將層底深度3-26m處歸為一層，為強風化板巖；層底深度26～85m歸為一層，為弱風化板巖；層底深度85m以下為微風化板巖。圖3為彈性模量、剪切模量及體變模量隨鉆孔深度變化的關系曲線，從其規律來看，隨深度的增加其彈性模量、剪切模量及體變模量逐漸增大，總體上與圖1的對應關系比較好。圖4為泊松比、完整性系數隨深度變化的關系曲線，從中可以看出泊松比隨著鉆孔深度的增加逐漸減少，而完整性系數則逐漸變大，變化范圍為0．04～0．63，表明亞粘土層巖體完整程度為極破碎，強風化板巖層巖體完整程度為破碎，弱風化板巖層巖體為破碎一較破碎，微風化板巖層巖體完整程度為較完整。最后將PS測井所確定得層底深度與實際鉆孔資料對比，如表1所示，從中可知PS測井結果與鉆孔資料比較吻合，證明PS測井劃分地層的結果可靠。通過上面的分析可知，PS測井可以建立分層標準并提供標定信息，為資料解釋人員劃分土層及強風化、弱風化、微風化提供更準確的依據，同時能夠較準確地得出巖上層的學參數，為場地的質量評價提供有效的十性參數。

4結論

上述PS測井工作從現場資料采集到資料處理解釋都做r認真細致的工作，獲得了較準確的資料，得到可靠的地質解釋成果，因此通過本次探測得到如卜結論。

(1)PS測井的施工與資料處理具有高效、快速和經濟的特點，技術難度也不人。

(2)彈性波在巖土層中的傳播速度足反映巖土的動力特性的一項重要參數，根據實測巖層的彈性波速，能夠計算l葉J巖上層的巖土力學參數，這些參數可對圍巖等級做出評定，為場地設計提供必要的依據，也可以為其他物探方法提供相應的參數支持。

(3)通過PS測井得到的各種動力學參數，盡管呵以為地基的設計與施工提供充分的依據，但是往往需要將其轉換為靜彈模值，不同工區其轉換公式不一樣，此還需要進一步的研究。

總之，PS測井是一種簡便、快速且準確的原位測試方法，隨著電子技術、信號分析及數據處理等手段的廣泛運用和不斷發展，必將為工程設計與施工提供史多的參數和可靠的依據。