瑞利波法测试土层剪切波速

摘要

由于不需要钻孔就可反演浅层地层信息，近些年来，瑞利波已广泛应用于地震工程及岩土工程测试中。本文系统研究了瑞利波测试土层剪切波速结构的理论、测试及数据处理方法：总结了瑞利波理论及应用的发展和现状，介绍了测试的基本原理和设备；研究了采用Gabor变换提取频散曲线及反演土层剪切波速结构的数值处理方法；编制了相应的计算软件；对日照钢铁集团两个磨床基础的土层剪切波速进行了测试，并与单孔法的结果进行对比，瑞利波法测得的剪切波速与单孔法测得结果相比的误差都在28％以内，能够满足工程实测的要求。
　　 论文针对水平成层模型研究了频散曲线的理论计算方法，讨论了频散曲线与土层剪切波速之间的关系。传统的相位谱法提取频散曲线时，将两通道间的相位差限制在-π～π范围内，对拾振器的间距有严格要求。采用时频分析方法分析了瞬态瑞利波频散曲线的提取，避免了对相位差的限制。数值试验结果表明，时频分析方法具有较高的精度，为土层剪切波速结构的计算奠定了坚实的基础。
　　 本文编制了瑞利波测试土层剪切波速结构的程序，并利用该程序计算了两个磨床基础的土层剪切波速，提高了数据处理的效率和精度。