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经过近二十年的快速发展,瑞雷波法已经成为工程物探领域的一种重要方法,特别是在工程勘察、工程检测、场地安全性评价等方面获得了广泛的应用,已吸引了国内外众多科研人员和工程师对其进行了多方面的研究和探讨。为了拓展瑞雷波方法的应用范围,并推动瑞雷波方法真正地走向精细勘探,需要从瑞雷波正反演计算、室内模拟和现场试验,以及工程应用实践等多方面进行深入细致地综合研究。 根据瑞雷波速度与横波速度的相关性,可以将主动源瑞雷波方法应用于既有铁路路基的检测。将测线上各测点的频散曲线以剖面形式表示,能够清楚了解整个测线的瑞雷波速度分布情况,可以根据不同位置的波速大小定性地评价基床的稳定性。如果能够预先选择某个区段同时进行平板载荷试验或动力触探试验,则可以建立整个测区的瑞雷波速度评价标准。 岩土体密度与横波速度和瑞雷波速度具有相关性,将视横波速度引入新建铁路路基压实质量检测,根据已知的压实度数据建立与瑞雷波速度的经验公式,可以对待检测工区的路基压实质量进行定量评价。 在石景山区某场地的工程地震勘察中,采用被动源面波方法,通过记录地球表面无处不在的微弱振动,采用SPAC法提取振动中瑞雷波成分的频散曲线,反演得到了地层的剪切波速度结构,用于场地类别划分和确定土层的最大剪切模量,为下一步的地震危险性分析、场地评价和场地区划等研究提供了依据。实践表明,被动源面波方法用于场地工程地震勘察是可行的,能够在一定程度上代替钻孔,缩短勘察周期并降低工程费用。 采用频散谱的方式提取被动源面波频散曲线,根据被动源面波方法的理论模拟和现场试验结果:SPAC法比F-K法具有更高的分辨率;三角形排列装置具有比圆形排列、L形排列和直线排列更好的效果;增大排列尺度,能够提高低频部分的分辨率,增加探测深度;对于最大边长相同的三角形台阵,检波器数量的增加能够提高分辨率,减小不确定性;自然频率低的检波器更有利于接收低频信号;记录越长,波动的统计特性越好,分辨率越高;对于直线排列,沿垂直强噪声场源方向布设的排列能够取得更好的效果。 在澜沧江上游曲孜卡水电站坝址勘查中,共布置了10条被动源面波法测线,完成测点196个,基本上查明了坝址区地下100m内地层的横波速度结构,满足了勘探任务要求。在本次勘查中,除了在河谷阶地采用三角形台阵进行观测外,在陡峻河谷段尝试使用了直线排列方式,采用空间自相关法提取频散蓝线,取得了良好的应用效果。这是被动源面波方法首次在大型水利水电工程中的应用,也是首次在国内高海拔地区复杂条件下的应用,结果表明,与其他物探方法相比,被动源面波法以其抗干扰能力强、分辨率高、受场地条件影响小等特点,在大型水利水电工程勘查中具有一定的技术优势和良好的应用前景。