沈阳地铁工程勘察中波速测试与分析

2022-04-01 10:17:49 | 浏览次数：

摘要：通过将单孔波速测量方法运用于沈阳地铁工程勘察中，利用波速测井结果，进行多参数综合分析，为场地类型判别提供了有效的参数。进行原位波速测量，粗略估算了岩（土）体承载力变化情况；通过原位测井波速，对砂性土地震液化进行判别；从而证明波速测试是工程地质勘察中一种快速、经济、有效的原位测试方法。

关键词：工程勘察；剪切波速；场地划分；地震液化

1 工程概况

沈阳市地铁十号线工程是沈阳市地铁线网的东半环线，北起于洪区，南到苏家屯地区，连接了皇姑区、大东区、沈河区、浑南新区中心和苏家屯副城。地铁十号线工程线路全长49.9km，共设车站36座，均为地下站，平均站间距1.377km，换乘车站14座，分别为西江街站（和9号线换乘），百鸟公园站（和6号线换乘），中医药大学站（和2号线换乘）、长客站（和8号线换乘）。沈阳地铁工程勘察中波速测试工作主要采的测井方法，每个工点有2个测井。波速测试其目的是测定各层土的压缩波波速、剪切波速，计算动力参数、场地卓越周期，评价场地地震效应，确定场地类别。

2 测井结果分析

2.1 淮河街站测井波速结果

测试中使用武汉岩海公司生产的RS-K（P）系列动测仪，使用的传感器为中国地震局工程力学研究所生产的井下三分量检波器。在沈阳地铁十号线第一标段中淮河街站进行波速试验有2个测井，分别为ZHHC05和ZHHX08钻孔。ZHHC01测井位于淮河街车站东部，孔深55m，其中0～2.7m为杂填土，2.7～6.9m为粉质黏土，6.9～25.5m为圆砾，23.5～34m为中粗砂，34～35.2为粉质黏土，35.2～43m为圆砾，43～53.2m为泥砾，53.2～55m为花岗岩。图中1（a）中34～35.2m波速很低为260m/s，因为中粗砂和圆砾中间有一层粉质黏土所致。在53.2～55m是花岗岩，波速489m/s，岩石受到强烈风化，结构松散，此处波速较泥砾波速值明显偏大。ZHHX08测井位于ZHHC01测井西380m处。孔深55m，其中0～2.5m为杂填土，2.5～7.2m为粉质黏土，7.2～15.5m为圆砾，15.5～19.3m为砾砂，19.3～24.8m为圆砾，24.8～26.2m为中粗砂，26.2～31m为砾砂31～43.4m为圆砾，43.4～55m为泥砾。图中1（b）中24.8～26.2m波速很低为245m/s，因为圆砾和砾砂中间有一层中粗砂的原因。

由剪切波速测试结果求的测井ZHHC01和ZHHX08的等效剪切波速分别为221m/s、246m/s，判定该场地土为中软土。淮河街车站地层覆盖层厚度均在0～55m范围内，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2011）可判定建筑场地类别为Ⅱ类建筑场地，为建筑抗震设计提供了准确详细的地层资料。

2.2 砂性土地震液化判别

按地震基本烈度Ⅶ度考虑，对丁香湖车站范围内砂性土层根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）标准进行判定，当计算的临界剪切波速小于砂性土层的剪切波速实测值时，则判定该砂性土层未出现土体液化现象。

依据上述判定标准对丁香湖车站地基砂性土层进行判别，分析了该车站的2个波速测试孔结果见表1。

2.3 依据剪切波速法估算岩土的承载力基本值

土层的剪切波速不仅是划分场地的重要依据，也一定程度上反映了承载力情况。根据大量工程实践得出沈阳地区岩土的剪切波速值Vs和对应的承载力基本值R（t/m2）关系见表2。

3 结论

本文通过工程实例证明了单孔检层法在地铁勘察中应用的有效性，同时说明波速测试在工程勘察具有广阔应用前景。弹性波在岩土层中的传播速度是反映岩土体的动力特性的一项重要参数，根据实测岩土体的弹性波速，能为抗震设计提高岩土体的动力参数、划分建筑场地类别、评价地震效应、估算承载力情况、地震破坏分析。

参考文献

[1]丁伯阳.土层与地表脉动[M].兰州：兰州大学出版社，1996：207～246.

[2]岩土工程勘察规范GB50021-2001[S].

[3]庄乾城，罗国煜，李晓昭等.南京地铁稳定性优势面理论分析[J].高校地质学报，2002，8（4）：453～459.