[发明专利]基于面波勘探技术的基础沉降计算方法

说明书

本发明公开了一种基于面波勘探技术的基础沉降计算方法，步骤如下：进行场地面波勘探，采集、处理瞬态面波数据，确定基础沉降影响深度、划分土层，确定基础沉降影响深度范围内每层土的厚度、地层数和每层土体的面波速度，确定每层土的类型；分别计算基础深度影响系数、基底应力引起各层土体附加应力系数、基础沉降影响深度范围内各土层影响因子、沉降经验修正系数；最后计算得到基础最终沉降量。本发明方法的计算过程简单、快捷，所需参数均来源于瞬态面波勘察，无需钻探、触探等，场地适应性强，无损检测，且设备简单，勘察成本低，勘察效率高，在不利用经验修正系数的情况下，仍具有较高的计算精度，具有较大的推广使用价值和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于工程地质勘察领域，尤其是涉及一种基于面波勘探技术的基础沉降计算方法。

背景技术

基础沉降量的计算是铁路、公路、工民建等工程设计的关键环节，目前主要是采用分层总和法进行基础沉降量的计算，该方法需要提供计算深度范围内每层土的厚度、压缩模量、附加应力分布等计算参数。

土层厚度和压缩模量的获取是通过钻探取样室内试验及预钻式旁压、静力触探等原位测试方法。钻探取样周期长、成本高，丘陵、林区、农田等地区由于交通困难、环保要求和赔偿费高，实施难度大，且粗颗粒土地层取样困难，难以通过室内试验获取压缩模量；预钻式旁压同样需成孔，成本高；静力触探主要适合于细颗粒土，在砂土、碎石土等粗颗粒土层勘察效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于面波勘探技术的基础沉降计算方法。面波是一种地球物探勘探方法，具有无损、场地适应性强等特点，面波的特征参数波速与土体的物理力学性质密切相关，且是地基土在原位应力状态和天然含水率不变、原生结构不受扰动情况下获取的，与钻探取样室内试验相比，更能准确真实地反映基础土体的物理力学性能。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种基于面波勘探技术的基础沉降计算方法，包括以下步骤：

步骤1：进行场地面波勘探，采集瞬态面波数据；

在步骤1中，利用地震仪开展面波勘探，检波器布置好后，检波器固定不动，炮点从检波器排列的一端距检波器排列一定水平距离处开始移动，且炮点的移动轨迹与检波器排列平行，炮点每次移动的距离和检波器间距(即道间距)相等，炮点每移动一次，采集一次瞬态面波数据，直至炮点移动到检波器排列的另一端距检波器排列相同水平距离处。

步骤2：进行瞬态面波数据处理，得到目标深度范围内的面波速度分布；

在步骤2中，以每个检波器为共中心点，提取所有以该检波器为共中心点的瞬态面波数据进行叠加，通过频散曲线提取、速度反演得到目标深度范围内的面波速度分布。。

步骤3：确定基础沉降影响深度Z；

在步骤3中，通过下述过程确定基础沉降影响深度Z：

(1)当无相邻荷载影响、基础宽度在1～30m范围内时，基础沉降影响深度Z＝B(2.5-0.4lnB)，其中B为基底宽度，单位为m；当计算深度范围内存在波速大于300m/s的地层时，基础沉降影响深度Z为基底至该地层表面的距离；

(2)在除(1)以外的情况下，基础沉降影响深度Z按应力比法试算确定，具体如下：从基础底面由上向下，当某一深度处附加应力σ_Z与土体自重应力σ_c满足σ_Z/σ_c≤0.2时，基底至该深度处距离即为基础沉降影响深度Z。

步骤4：根据面波速度随深度的变化划分土层，确定基础沉降影响深度Z范围内每层土的厚度ΔZ、地层数k和每层土体的面波速度v，并确定每层土的类型。

步骤5：计算基础深度影响系数λ；