多道瞬态面波法(以下简称面波法)是中国首创的新兴的岩土勘察测试技术，根据利用面波的频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关性，可以解决诸多工程地质方面的问题[1]。

三十年来，于国强以路为业，以站为家，一步一个脚印，用一双手、一只扫帚、一把铁锹，从一个学徒工到高级技师，从普通职工到模范标兵。他就像铺路石一样，用不屈的脊梁筑起了平安坦途。

近年来快速发展的多道瞬态面波法，具有快速、经济、简便以及适用小场地等特点，而且其勘探成果直观。强夯法在建筑地基处理中是一种常见的方法，施工简单、效果显著且成本较低[2]。对地基强夯效果的评价，工程中常采用平板载荷试验来确定地基承载力，通过静力触探或动力触探确定影响深度和均匀性。但平板载荷试验只能获取地基局部信息，不能对地基处理效果进行整体评价。通过夯前、夯后面波测试以及平板载荷试验，可对地基强夯效果做出整体评价，分析强夯影响深度及效果，以武夷山市碧桂园货量一期建筑场地具体勘探实例来进行说明。

城市快速路和高速公路由于功能要求一般都会在道路两侧设置防止牛羊等牲畜和人进入的隔离护栏，还会在中央分隔带设置波形梁护栏；其他城市道路，除了在为了防止对向车道借道行驶在道路中间设置隔离护栏和桥梁上设置防撞护栏，其他地方基本不设置护栏。其他公路由于地理位置特殊，在高填方和转弯半径较小的平曲线外侧均需增设护栏。城市道路由于晚间有路灯，视线比较好，所以防眩和视线诱导基本不考虑；高速公路由于车速较快，为了保证晚上行车安全，还会在两侧隔离带设置视线诱导，在中央分隔带设置防眩设施。

1 基本原理及工作方法

1.1 基本原理

瑞雷面波(R波)是一种沿介质自由表面传播的弹性波[3]。瞬态面波法是利用震源使地面产生一个包含所需频率范围的瞬态激励[4]，当在地面施加一个适当的激振力(大锤敲击地面、吊高重物自由下落或炸药震源)时，在激振点产生纵波、横波和瑞雷波并在地下介质中传播，用如下波动方程来描述它们的运动。

(1)

(2)

多道瞬态面波法是在地面上沿着探测点两侧等间距布置多个检波器，探测深度浅时，一般布置12个检波器，探测深度比较深时,则布置24个检波器。根据探测目标体深度选择适当的偏移距和道间距，满足最佳面波接收时窗和最佳探测深度。将多个检波器信号通过逐道频谱分析和相关计算，并进行叠加，得到一条频散曲线，从而消除了大量的随机干扰，有效波能量大大增强，使得目标体在频散曲线上的反映更加突出，判断准确性大大增强[6]。

φ(X，Y，Z，t)=A e-KV1Zeik(x-vt)

φ(X，Y，Z，t)=B e-KV2Zeik(x-vt)

式中：v1 =[1-( vr /vp)] v2 =[1-(vr/vs)]

K为波效，vr为瑞雷波速，A、B为常数。

在实测工作之前，须进行试验工作，取得合适的采集参数，根据已有的钻探资料，大致确定目标体需要探测的深度。

(3)

式中：v为泊松比，当 从0.25变化至0.5时，vr/vs从0.92变化至0.95。因此可以将面波波速换算成横波波速[5]。

现阶段我国的幼儿教育发展已经到达一个瓶颈期，很多家长都十分想要孩子接受高质量的幼儿教育，但是与此同时幼儿教育产业的发展还不能够满足所有家长的需求。这样一来，尽快提升幼儿教育的质量和范围，是十分有必要的。从目前来看，将多媒体技术应用进来，是带动幼儿教育事业突破瓶颈期的一个重要机遇。多媒体的教学活动，往往可以更好地引起孩子们的兴趣，取得更好的教学效果。

其中：Φ，φ为质点位移场的势函数，vp和vs分别为纵波和横波(即剪切波)的速度，t表示时间。对于平面波可得式(1)的一个解为：

从M010点面波原始数据图对比可以看出，在相同激发条件下，夯前、夯后的波形同相轴发生明显变化，夯前面波比较发育，回填土石层比较松散，波长周期比较长，其面波波速相对较低。

从式(3)中可知， vs与vr之间存在相近且很好的线性关系，可通过对vr反演计算vs。而vs反映了岩土体的强度，岩土体的密实度与其vs成正比关系，因此可利用vs来划分不同深度岩土体的密实度，从而达到检测目的。

1.2 工作方法

在面波测试数据采集过程中，现场测试时一般采用24道检波器接收，以利于面波的对比和分析。当重锤在地表竖向产生一个瞬态激振力时，就产生了一个宽频带的面波，所产生不同频率的面波相互叠加，以多相位振动波的形式向外传播。当多道低频检波器接收到振动信号后，将采集的数据进行频谱分析，把各个频率的面波分离出来，并求得相应的vr值，再进一步绘制面波频散曲线。

由式(2)可得到面波传播的两个特性：一是面波的振幅随深度而衰减，其能量大致被限制在一个波长以内；二是由地面不同位置接收到的面波的瞬时相位可确定面波传播的相速度。瞬态面波法即根据这两个特性，在相隔一定距离的地面2个点安置检波器，接收面波振动，通过频谱分析，作出波长-波速频散曲线，再算出地下土层的面波速度vr。面波波速和横波波速的关系为：

从M010点频散曲线及反演面波波速(表1、表2)数据分析可以看出，强夯前M010点在12.4 m拐点深度范围内面波速度相对较低，其速度一般小于300 m/s，强夯后在该拐点深度变化范围内，其面波速度显著提高。强夯效果影响最明显的是0～3 m，表层面波波速从293.1 m/s提高至422.4 m/s，提高幅度达44.12%；3～7.4 m影响程度相对较小，面波波速从274.3 m/s提高至347.0 m/s，提高幅度36.3%；7.4～12.4 m强夯影响程度则更小，面波波速从214.9 m/s提高至227.7 m/s，提高幅度3.63%。而拐点(深度约12.4 m)下方夯前和夯后频散曲线基本重合，说明夯前、夯后面波速度基本一致。主要原因是表层面波波速夯前较低，且强夯效果明显，波速提高幅度较大；而强夯效果随深度增加而减弱，因此深部面波波速提高幅度较小。通过强夯前后面波波速(vr)的对比分析可知，不同深度的地层强夯影响程度是不一样的，而夯后的面波波速以及速度提高幅度直接反映出建筑场地的强夯效果以及强夯影响深度。

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(1)采集时窗的选择：各道要能够采集到足够长的记录，保证采集到完整的面波信息。

(2)道间距和偏移距的选择：偏移距较小时，产生的高频分量就大，浅部的信息就强，偏移距较大，高频分量衰减，低频分量突出，从而突出深部信息；道间距的选择满足在一个波长范围内的采样点数要小于道间距内采样点数的3倍，并且大于道间距内采样点数的1倍[7]，因此勘探深度较浅时选择较小的道间距，当勘探深度较大时选择较大的道间距。

(3)震源选择：面波测试效果与激发能量和频率是密切相关的，多道瞬态面波法勘探时要求单次激振有较宽的频谱范围和一定的能量[8]，震源的选择决定了勘探测试的结果，当用小锤做震源时勘探深度较浅，反之用重锤做震源时则勘探深度较深。

2 工程实例

2.1 实行面波测试和数据分析

测试场地为武夷山市碧桂园货量一期建筑场地，根据钻孔资料揭示的填埋深度，现场测试分析后选择适宜的面波测试采集参数。通过在已知场地多次的试验，最后确定数据采集参数，即采用24道检波器接收，道间距为1 m，采样点数为1 024，采样间隔为0.5×10-3s，偏移距根据大致填埋深度选择在10～25 m。该采集参数既考虑了面波的采集效果，又能客观反映出各地层深度。通过试验对比，震源选择N63.5标贯锤，在1～1.5 m高度自由落下，解释深度为30 m以内。场地内的主要地层有素填土、粉质黏土、砂土状强风化砂砾岩、碎块状强风化砂砾岩、砂土状强风化粉砂岩、碎块状强风化粉砂岩、中风化砂砾岩、中风化粉砂岩等。

为了更直观地对强夯处理效果进行分析评价，把夯前和夯后的面波原始采集数据以及提取的频散曲线放在一起，可直观的通过图像对比来说明强夯效果，夯前、夯后的原始数据(图1、图2)，夯前、夯后提取的频散曲线图(图3、图4)。

一是专业知识和护理技能的培训。这些知识和技能是护理人员从是护理工作的根本，通过实际案例的分析，让护理人员掌握有关心血管的相关知识，熟练相关的护理技能，使其具备在具体工作中运用相关的知识和技能进行护理工作，不断提高工作能力。

3）加强专业节能监测机构建设。为了加大对所属单位节能工作的监测和监督管理力度，中国海油2007年成立了集团公司节能减排监测中心，专门从事海上油气田、炼油、化工企业及其相关领域的节能减排监督监测、审计及管理与技术咨询工作。该中心不断加强自身组织、技术、资质、实验室设施建设，圆满地完成了各项审计、监督监测任务。

DR的发生发展过程受多种因素影响，且各因素之间存在错综复杂的相互作用和联系。DR通过各种介质或通路影响细胞微循环，并与各种细胞因子(VEGF、HIF-1α、PLGF、ET、BDNF、IL、NO)存在关联；此外，多元醇通路和醛糖还原酶对还原型谷胱甘肽的影响也是DR发生必不可少的条件[31]；细胞之间的相互影响与作用及IL的多种调节均是形成DR的危险因素，多种机制的共同作用导致DR的发生。目前，对DR发病机制及影响因素的研究仍在继续。

图1 M010点面波原始数据(夯前) Fig.1 M010 point surface wave raw data (before ramming)

图2 M010点面波原始数据(夯后) Fig.2 M010 point surface wave raw data (after ramming)

图3 M010点频散曲线图(夯前) Fig.3 M010 point dispersion curve graph (before ramming)

图4 M010点频散曲线图(夯后) Fig.4 M010 point dispersion curve graph (after ramming)

2.2 平板载荷试验及其成果

为进一步评价该建筑场地的强夯效果，在M010点强夯后做了平板载荷试验。平板载荷试验按照国家行业标准的有关规定进行，压板采用正方形钢板，测试的静荷载由安装在承压板上的油压千斤顶进行逐级加荷，千斤顶所需反力由混凝土预制块压重平台承担。试验加荷方式为慢速维持荷载法。试验点的静载试验压板采用边长为1.0 m的方形钢板，试验点的每级荷载增量均为50 kN，最大试验荷载均加至400 kN。试验点在最大荷载作用下承压板总沉降量为12.53 mm，小于60 mm(s=0.06 ,b=0.06×1 000=60 mm)，Q—s曲线均呈缓变型未出现明显沉降增大现象，s—lgt曲线尾部未出现明显向下弯曲，表明试验点未达到极限承载状态。该工程设计地基承载力特征值fak为200 kPa，因此满足设计要求。试验点静载试验结果(表3、表4)，图5(Q-s曲线)、图6(s-lgt曲线)。

表1 M010面波波速(夯前) Table 1 M010 point surface wave velocity (before ramming)

层位深度(m)层厚(m)波速(m/s)10.570.57293.123.012.44274.337.394.38293.3412.485.09214.9543.8431.36657.3

表2 M010面波波速(夯后) Table 2 M010 point surface wave velocity (after ramming)

层位深度(m)层厚(m)波速(m/s)11.271.27422.423.011.74347.037.334.32322.0412.355.02227.7548.335.95658.1

表3 M010点强夯后地基静载试验结果 Table 3 M010 point static load test results after foundation ramming

试验点号委托最大试验荷载(kN)最大试验荷载下承压板沉降(mm)沉降量为S=0.01d(10.0mm)处对应的荷载(kN)1/2最大加载值(kN)地基承载力特征值(kPa)1#(M010)40012.53353200200

表4 M010点强夯后地基静载试验结果 Table 4 M010 point static load test results after foundation ramming

序号荷载(kN)历时(min)沉降(mm)本级累计本级累计00000.000.001501201201.501.5021001202400.992.4931501203601.263.7542001204801.355.1052501206001.466.5663001207201.548.1073501208401.769.8684001209602.6712.53最大沉降量:12.53mm 最大回弹量:0.00mm 回弹率:0.0%

图5 Q-s曲线图 Fig.5 Q-s curve graph

图6 s-lgt曲线图 Fig.6 s-lgt curve graph

3 结论

通过对建筑场地夯前、夯后的面波测试以及平板载荷试验对比可以看出，面波测试是一种可对建筑场地强夯效果做出整体评价的有效方法。

(1)通过对武夷山市碧桂园货量一期建筑场地M010点强夯前、后的面波测试结果表明，场地在强夯后，地层均匀性变好，面波波速提高较明显，强夯直接影响深度约7.4 m。夯后地表面至7.4 m范围内，岩土层重新排列，结构变得比较密实，夯后与夯前面波波速相比提高幅度较大。因此，认为该层为强夯处理的强加密带。在地面下7.4～12.4 m的岩土层面波速度提升幅度相对小一些，夯后与夯前的面波波速相比提高幅度一般大于3%，因此认为该段为强夯处理影响带或扰动带。

(2)通过对建筑场地强夯前、后的面波测试结果，以及强夯后的平板载荷试验，并建立面波波速与剪切波波速，再根据密实度以及地基承载力之间的大致换算关系，可快速、准确、经济、有效的对整个场地强夯效果做出全面的评价，分析强夯影响深度，为下一步的设计施工提供依据。

该文引用资料来源于福建省建设工程物探试验检测中心在武夷山市碧桂园货量一期建筑场地的测试报告，为项目集体成果。在本文写作过程中承蒙杨勇高级工程师、蔡洪美高级工程师的悉心指导，在此表示由衷的感谢！

参 考 文 献

1 林万顺.多道瞬态面波技术在水利及岩土工程勘察中的应用.工程勘察, 2000(4).

2 李明，魏一祥，邵常龙.面波测试在强夯地基检测中的应用.探矿工程，2004，4.

3 杨成林.瑞雷波勘探 . 北京：地质出版社, 1993.

4 张家宝.瞬态瑞雷面波法在勘探海堤抛石体中的应用.福建地质, 2009，28(2).

5 胡志旭.汶川地震强震区土体损伤效应研究.西南：西南交通大学，2010.

6 李哲生.瞬态多道瑞利波勘探技术在岩土工程勘察中的应用.工程勘察, 1996(3).

7 彭小华.面波测试技术分析.中小企业管理与科技, 2008 (2).

8 郝磊.瞬态面波法在伊东工业园供水工程勘察中的应用.价值工程, 2010 , 29 (24).