通过瑞雷波探测软黏土包的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法，包括：根据各道检波器获得的时域信号，获得合适的道间距；从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差，根据所述频率域的相位差，获得每两道检波器的相速度‑深度频散曲线；根据所有检波器的相速度‑深度频散曲线，获得区域内的相速度热图，根据所述区域内的相速度热图，探测软黏土包。本发明专利技术能提高对吹填滨海滩涂软土地基的地层掌握，增加处理方案设计的针对性，减少静力触探，钻探工作量，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
通过瑞雷波探测软黏土包的方法
本专利技术涉及地质探测领域。更具体地说，本专利技术涉及一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法。
技术介绍
瑞雷波是地震波中弹性面波的一种，沿自由表面传播，在近地表的浅部其质点的振动轨迹为逆时针的椭圆，椭圆的长短轴之比为3：2。基本特性有：1、地层瑞雷波相速度与横波速度相近。可以利用瑞雷波的波速来求取横波波速，进而计算岩土层的各种力学参数；2、振幅随深度按指数衰减，影响深度约为一个波长，其能量主要集中在半个波长范围内，故某个波长相速度基本上等于半个波长内各地层的横波相速度加权平均值；3、瑞雷波在不均匀的介质中传播时发生频散现象。体波在传播过程中是以极化群的形式出现，不发生频散现象，这一特性是提取瑞雷波信号的先决条件。在滨海区吹填造地过程中，吹填砂土中不可避免或裹挟高含水率的淤泥团。另外，在吹填砂层流动填筑过程中，会夹带滩涂下卧软土层中的淤泥。这部分淤泥团分布范围广，深度在吹填砂层下半部分，尺度大致在1.0-5.0米左右，厚度一般为1.0-2.0米。勘察过程中，不会对这类小尺度地层做详细分析，软基处理方案设计时也不会有针对性。但在后期施工监测中，若监测设备恰好埋设在此类团块中或其上方，当采用强夯类动力加固时，砂层中淤泥团块中的孔隙水压力不能迅速消散，势必会影响监测点处的局部沉降，致使数据异常。面对此类问题，探测定位吹填砂层中饱和软粘土包势在必行。现有采用瑞雷波探测地质的方法中，只停留在岩石中空洞、土中夹层分布等的瑞雷波探测技术，还未见对砂层中饱和软粘土包探测技术公开。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法，包括：S1、根据各道检波器获得的时域信号，获得合适的道间距；S2、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差，根据所述频率域的相位差，获得每两道检波器的相速度-深度频散曲线；S3、根据所有检波器的相速度-深度频散曲线，获得区域内的相速度热图，根据所述区域内的相速度热图，探测软黏土包。优选地，所述步骤S1之前还包括：布置若干道处于一条直线上的检波器和静力触探点位，对所有检波器和静力触探点位进行编号，同时设置检波器的采样参数。优选地，所述步骤S1具体包括：S1.1、获取各道检波器的时域信号，估算瑞雷波的相速度，对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换，获得频域能量谱；S1.2、从频域能量谱中选取对应振幅相对较大的频率段作为可靠频段；S1.3、根据所述瑞雷波的相速度以及可靠频段，估算可靠的波长，根据道间距小于最小波长的原则，获得适合的道间距。优选地，所述步骤S1.1中对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换的步骤，还包括：获得雷瑞波的频率-相位数据。优选地，所述步骤S2具体包括：S2.1、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差；S2.2、根据频率域相位差和对应频率，获得相应的相速度，获得每两道检波器检测的雷瑞波的频率-相速度频散曲线；S2.3、将所述频率-相速度曲线转换为相速度-波长曲线；S2.4、根据所述相速度-波长曲线以及半波长理论，获得相速度-深度频散曲线。优选地，所述步骤S3具体包括：S3.1、按顺序将所有相速度-深度频散曲线数据列成矩阵，获得横坐标为距离，纵坐标为深度的相速度热图；S3.2、将连续进行的所有测试得到的相速度热图合并为一个图，得到区域内的相速度热图；S3.3、在所述区域内的相速度热图中，若某个区间的相速度小于其上、下层的相速度，则该区间存在软粘土包。优选地，所述检波器的采样参数包括：相邻两道检波器的道间距、检波器的采样间隔、采样点极限以及总采样时长。优选地，本专利技术通过瑞雷波探测软黏土包的方法，还包括：将下一次检测的测线布置在上一次检测的测线的延长线上。本专利技术至少包括以下有益效果：本方法能提高对吹填滨海滩涂软土地基的地层掌握，增加处理方案设计的针对性，减少静力触探，钻探工作量，提高工作效率。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术通过瑞雷波探测软黏土包的流程示意图；图2为本专利技术实施例的检波器点位及静力触探点位布置的示意图；图3为本专利技术实施例的相速度-深度频散曲线示意图；图4为本专利技术实施例的锥头阻力曲线示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法，包括：S1、根据各道检波器获得的时域信号，获得合适的道间距；S2、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差，根据所述频率域的相位差，获得每两道检波器的相速度-深度频散曲线；S3、根据所有检波器的相速度-深度频散曲线，获得区域内的相速度热图，根据所述区域内的相速度热图，探测软黏土包。本方法能提高对吹填滨海滩涂软土地基的地层掌握，增加处理方案设计的针对性，减少静力触探，钻探工作量，提高工作效率。在一个可选实施例中，所述步骤S1之前还包括：布置若干道处于一条直线上的检波器和静力触探点位，对所有检波器和静力触探点位进行编号，同时设置检波器的采样参数。在一个可选实施例中，所述步骤S1具体包括：S1.1、获取各道检波器的时域信号，估算瑞雷波的相速度，对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换，获得频域能量谱；需要说明的是，时域信号即时间-振幅数据，频率-振幅数据即频域能量谱。S1.2、从频域能量谱中选取对应振幅相对较大的频率段作为可靠频段；S1.3、根据所述瑞雷波的相速度以及可靠频段，估算可靠的波长，根据道间距小于最小波长的原则，获得适合的道间距。在一个可选实施例中，所述步骤S1.1中对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换的步骤，还包括：获得雷瑞波的频率-相位数据。即每一频率的雷瑞波在检波器所在位置对应的相位，例如频率f的波在检波器1处的相位为p1，在检波器3处的相位为p2，则可计算检波器1、3之间频率f的波的相位差dp。在一个可选实施例中，所述步骤S2具体包括：S2.1、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差；S2.2、根据频率域相位差和对应频率，获得相应的相速度，获得每两道检波器检测的雷瑞波的频率-相速度频散曲线；具体地，根据两道检波器得到的数据计算每个频率f下雷瑞波的相位差dp，由于dp随着f的变化而变化，因此实际得到了f-dp数据。设两道间的距离为x，则频率f的波对应的波长λ＝2πx/dp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法，其特征在于，包括：S1、根据各道检波器获得的时域信号，获得合适的道间距；S2、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差，根据所述频率域的相位差，获得每两道检波器的相速度‑深度频散曲线；S3、根据所有检波器的相速度‑深度频散曲线，获得区域内的相速度热图，根据所述区域内的相速度热图，探测软黏土包。

【技术特征摘要】
1.一种通过瑞雷波探测软黏土包的方法，其特征在于，包括：S1、根据各道检波器获得的时域信号，获得合适的道间距；S2、从第一道符合所述适合的道间距的检波器开始，每次选取两道检波器计算频率域的相位差，根据所述频率域的相位差，获得每两道检波器的相速度-深度频散曲线；S3、根据所有检波器的相速度-深度频散曲线，获得区域内的相速度热图，根据所述区域内的相速度热图，探测软黏土包。2.如权利要求1所述的通过瑞雷波探测软黏土包的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：布置若干道处于一条直线上的检波器和静力触探点位，对所有检波器和静力触探点位进行编号，同时设置检波器的采样参数。3.如权利要求2所述的通过瑞雷波探测软黏土包的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S1.1、获取各道检波器的时域信号，估算瑞雷波的相速度，对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换，获得频域能量谱；S1.2、从频域能量谱中选取对应振幅相对较大的频率段作为可靠频段；S1.3、根据所述瑞雷波的相速度以及可靠频段，估算可靠的波长，根据道间距小于最小波长的原则，获得适合的道间距。4.如权利要求3所述的通过瑞雷波探测软黏土包的方法，其特征在于，所述步骤S1.1中对所述各道检波器的时域信号分别进行傅里叶变换的步骤，还包括：获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：居炎飞，关欣，明道贵，郝艳广，邱明喜，李亚阁，李元科，陈琪，邓华，
申请(专利权)人：武汉港湾工程质量检测有限公司，中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42