[发明专利]一种土层剪切波测试装置及其方法

摘要

本发明公开了一种土层剪切波测试装置，包括运动传感器M、重力传感器G、电子罗盘C、附属贴壁装置AD、长条形板P和锤击装置。一种土层剪切波测试方法，在地面水平面HP上测量水平激发正方向SP与水平基准方向N的夹角Ansp，将装置T放置在钻孔中待测试深度位置，计算水平激发正方向SP在装置坐标系uvw内对应的方向SPuvw，记录并显示运动矢量在方向SPuvw上的投影，完成待测深度位置测试过程。无论装置T在钻孔中如何扭转和倾斜，能够始终追踪实际的剪切波成分的质点运动方向，并在此方向展示测试成果，使得测试人员能够更加容易识别剪切波成分。

主权项

1.一种土层剪切波测试方法，利用土层剪切波测试装置，土层剪切波测试装置包括装置T，装置T包括一个用于测试运动状态的运动传感器M、一个用于测试重力方向的重力传感器G、一个用于测试磁极方向的电子罗盘C，还包括用于将装置T固定在钻孔孔壁的附属贴壁装置AD，还包括设置在钻孔的孔口所在地面水平面HP上的长条形板P，还包括用于锤击长条形板P端部的锤击装置，还包括通过数据控制线缆与运动传感器M、重力传感器G和电子罗盘C连接的测试记录仪器，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、孔口地面修整为地面水平面HP，将北磁极方向NMP在地面水平面HP上的投影方向作为水平基准方向N，在地面水平面HP上确定水平激发正方向SP和水平激发负方向SN，在地面水平面HP上测量水平激发正方向SP与水平基准方向N的夹角Ansp；步骤2、将装置T放置在钻孔中待测试深度位置；步骤3、附属贴壁装置AD使装置T与钻孔孔壁贴紧并处于静止状态；步骤4、计算水平激发正方向SP在装置坐标系uvw内对应的方向SPuvw，具体包括以下步骤：步骤4.1、读取重力传感器G的三个分量Gu、Gv、Gw，计算在装置坐标系uvw下的过装置坐标系uvw的坐标系原点的水平面HPuvw，水平面HPuvw平行于地面水平面HP；步骤4.2、读取电子罗盘C的三个分量Cu、Cv、Cw，获得北磁极方向NMP，计算北磁极方向NMP在过装置坐标系uvw原点的水平面HPuvw上的投影方向Nnmp；步骤4.3、投影方向Nnmp在水平面HPuvw上旋转角度Ansp得到方向SPuvw；步骤5、完成待测深度位置测试过程，具体包括以下步骤：步骤5.1、在地面按水平激发正方向SP锤击长条形板P的A端，记录和显示通过运动传感器M三个分量Mu、Mv、Mw得到的时程曲线Rsp，即计算运动传感器M三个分量Mu、Mv、Mw合成的运动矢量在方向SPuvw上的投影Rsp_t，投影Rsp_t随时间的变化曲线即为时程曲线Rsp，记录并显示时程曲线Rsp；步骤5.2、在地面按水平激发负方向SN锤击长条形板P的B端，记录和显示通过运动传感器M三个分量Mu、Mv、Mw得到的时程曲线Rsn，即计算运动传感器M三个分量Mu、Mv、Mw合成的运动矢量在方向SPuvw上的投影Rsn_t，投影Rsn_t随时间的变化曲线即为时程曲线Rsn，记录并显示时程曲线Rsn；步骤6、将本装置T放置在钻孔中下一个待测试深度位置，返回步骤3，直至测试结束。