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WZG-24A工程地震儀瑞雷波檢測數據處理
日期：2025-12-08 07:36
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摘要：
1 儀器設備及參數的選擇
采用WZG-24A工程地震儀
該儀器的主要技術指標如下：
通道數：24/48/96道
采樣點數：1024樣點、2048樣點、4096樣點、8192樣點、16384樣點
地脈動測量1M樣點若干檔
采樣率：10μs、25μs、50μs、100μs、200μs、500μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms
地脈動測量為1ms～200ms多檔可選
A/D 轉 換 器：24位
信號迭加增強：32位
動態范圍：144dB
通頻帶：0.1Hz～4000Hz
噪音：全頻狀態下為1μV
幅度一致性：±0.2%
相位一致性：±0.01ms
失真度：± 0.05%
延時：0～9999ms
輸入阻抗：20K
道間串音壓制：≥90dB
低截濾波器陡度：軟件濾波
高切濾波器陡度：優于72dB/倍頻程
50Hz陷波器：40dB
主機（工業控制級微機）：
P(M) 600MHz(相當于英特爾 賽揚1.8GHz)
內存：不小于256MB
硬盤：不小于40GB
顯示屏：800×600點陣VGA液晶顯示屏（TFT真彩）
輸入設備：觸摸屏輸入、精致小鍵盤、光電鼠標
接口：雙串一并、雙USB口、鼠標口、鍵盤口等標準口
移動存儲：1GB電子U盤
數據格式：SEG-2
處理軟件（選配）：
淺反處理軟件包
瑞利面波處理軟件包
地脈動采集處理軟件
高密度高分辨剖面測量處理軟件
工作溫度：-10℃～＋50℃ 90％RH
儲存溫度：-20℃～＋60℃
電源：DC12V 4A（24道）
DC12V 5.5A（48道）
DC12V 8A（96道）
重量：12Kg（WZG-24A）
15Kg（WZG-48A）
27Kg（WZG-96A）
體積：400mm×310mm×180mm（WZG-24A、48A）
624mm×490mm×302mm（WZG-96A）
通過現場測試選用儀器的采集參數：本次采集選用12道檢波器、每道采樣數1024點（32bit）、采樣間隔0.2ms、檢波器等道間距排列且道間距為0.2m、0.6m、1m、偏移距0.3m、0.5m、2m，采用大錘外觸發。
采樣點數：1024樣點、2048樣點、4096樣點、8192樣點、16384樣點
地脈動測量1M樣點若干檔
采樣率：10μs、25μs、50μs、100μs、200μs、500μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms
地脈動測量為1ms～200ms多檔可選
A/D 轉 換 器：24位
信號迭加增強：32位
動態范圍：144dB
通頻帶：0.1Hz～4000Hz
噪音：全頻狀態下為1μV
幅度一致性：±0.2%
相位一致性：±0.01ms
失真度：± 0.05%
延時：0～9999ms
輸入阻抗：20K
道間串音壓制：≥90dB
低截濾波器陡度：軟件濾波
高切濾波器陡度：優于72dB/倍頻程
50Hz陷波器：40dB
主機（工業控制級微機）：
P(M) 600MHz(相當于英特爾 賽揚1.8GHz)
內存：不小于256MB
硬盤：不小于40GB
顯示屏：800×600點陣VGA液晶顯示屏（TFT真彩）
輸入設備：觸摸屏輸入、精致小鍵盤、光電鼠標
接口：雙串一并、雙USB口、鼠標口、鍵盤口等標準口
移動存儲：1GB電子U盤
數據格式：SEG-2
處理軟件（選配）：
淺反處理軟件包
瑞利面波處理軟件包
地脈動采集處理軟件
高密度高分辨剖面測量處理軟件
工作溫度：-10℃～＋50℃ 90％RH
儲存溫度：-20℃～＋60℃
電源：DC12V 4A（24道）
DC12V 5.5A（48道）
DC12V 8A（96道）
重量：12Kg（WZG-24A）
15Kg（WZG-48A）
27Kg（WZG-96A）
體積：400mm×310mm×180mm（WZG-24A、48A）
624mm×490mm×302mm（WZG-96A）
通過現場測試選用儀器的采集參數：本次采集選用12道檢波器、每道采樣數1024點（32bit）、采樣間隔0.2ms、檢波器等道間距排列且道間距為0.2m、0.6m、1m、偏移距0.3m、0.5m、2m，采用大錘外觸發。
2 WZG-24A工程地震儀瑞雷波的數據處理流程
多道瞬態面波勘察數據處理是面波資料內業整理分析的重要基礎環節工作之一，處理過程從輸入現場采集的多道瞬態面波記錄入手，設置X——T窗口，通過F——K算法，提取面波的頻散數據，對于整體速度遞增類型的頻散曲線，可以由頻散數據進一步反演出地層的剪切波速度(Vs)的分層斷面，達到地質勘察的目的。（數據處理流程圖如圖4.6所示）
圖1面波記錄處理流程圖
圖1面波記錄處理流程圖
對于瑞雷波檢測結果可以依據《建筑抗震設計規范》（GB50011） 中關于不同軟硬程度土場與剪切波波速范圍之間的對應關系，來判定檢測點的軟硬程度和土的密實度。
圖2瑞雷波測試厚度分層及波速反演圖 
圖3瑞雷波測試厚度分層及波速反演圖 
表1 場地土的類型劃分和剪切波速范圍
| 場地土類型 | 上層剪切波速m/s | 場地土類型 | 上層剪切波m/s |
| 堅硬場地土 | Vs>500 | 中軟場地土 | 250≥Vs>140 |
| 中硬場地土 | 500≥Vs>250 | 軟弱場地土 | Vs≤140 |
3 瑞雷波檢測結果及分析
由于瑞雷波檢測手段較難反映路面表層狀況的特殊性，檢測過程中為盡量得到表層數據對測點進行兩次檢測：一是檢波器采用0.2m小道間距，偏移距0.3或0.5m，獲得路面0.6~3m范圍內不同深度的剪切波波速；二是檢波器采用0.6m或1m大道間距，偏移距2m或3m，獲得路面1~5m范圍內不同深度的剪切波波速以及路基的軟硬程度。
對津濱高速公路K4+180（天津—塘沽方向右側行車道）、K10+164（天津—塘沽方向右側行車道）、K4+180（塘沽—天津方向右側行車道）、K2+500（塘沽—天津方向右側行車道）四個測點進行了瑞雷波外業數據采集，按照圖1所示SWS-2型瑞雷波內業數據處理流程，檢測結果及分析如下。
3.1 K4+180（天津—塘沽方向右側行車道）
3.1.1淺層數據
該測點選用12道檢波器采集、檢波器道間距為0.2m，偏移距0.5m。
圖2瑞雷波測試厚度分層及波速反演圖
表2 瑞雷波檢測結果
| 編號 | 分層厚度（m） | 總厚度（m） | 剪切波波速（m/s） | 備注 |
| 1 | 0.59 | 0.59 | 395.4 | 該層無法分層 |
| 2 | 0.23 | 0.82 | 372.6 | 強度高 |
| 3 | 0.28 | 1.10 | 301.1 | 強度較高 |
| 4 | 1.08 | 2.08 | 252.3 | 強度較低 |
| 5 | 0.54 | 2.62 | 269.8 | 強度較低 |
由圖2和表2中數據可知，在路面0~0.59m范圍內無數據，在路表0.82m處出現分層，波速較上一層有所減??；在0.82~1.1m為第三層，波速低于上一層，1.1~2.08m之間為第四層，波速低于上一層，在第三層、第四層即0.82~2.08m范圍內波速迅速減小，表明該深度范圍內路基較軟，強度較低。
3.1.2深層數據
該測點選用12道檢波器采集、檢波器道間距為1m，偏移距3m。
圖3瑞雷波測試厚度分層及波速反演圖
表3 瑞雷波檢測結果
| 編號 | 分層厚度（m） | 總厚度（m） | 剪切波波速（m/s） | 備注（各層相比） |
| 1 | 0.57 | 0.57 | 387.1 | 該層無法分層 |
| 2 | 0.23 | 0.80 | 376.9 | 強度高 |
| 3 | 0.28 | 1.08 | 364.9 | 強度高 |
| 4 | 0.92 | 2.0 | 269.8 | 強度較低 |
| 5 | 1.1 | 3.11 | 284.4 | 強度較低 |
| 6 | 0.42 | 3.52 | 301.9 | 強度較高 |
| 7 | 1.76 | 5.28 | 328.4 | 強度較高 |
由圖3和表3中數據可知，在路面0~0.59m范圍內無數據；在路表0.80m處出現分層，波速較上一層有所減?。辉?.80~1.08m為第三層，波速低于上一層，1.08~2.0m之間為第四層，波速低于上一層，在第三層、第四層即0.80~2.0m范圍內波速迅速減小，表明該深度范圍內路基較軟，強度較低。2.0~3.11m為第五層波速較上一層有所增加，第六層為3.11~3.52m波速繼續增加；3.52~5.28m為第七層，波速增大，該深度范圍內較硬。
3.1.3結論
綜合該測點淺層和深層瑞雷波檢測結果可以得出：該位置在深度0.8m附近出現分層（因0~0.59m無數據，不計其分層）且強度較高，在0.8~2m范圍內剪切波波速迅速下降，路基承載力逐漸減小，其中在深度1~2m范圍內波速接近于250m/s，路基強度接近于中軟場地；在2~3.1m范圍內波速略有增加，在3.1~5m范圍內承載力逐漸提高。
3.2 K4+180（塘沽—天津方向右側行車道）
該測點淺層數據發生消波，數據不可用。
深層數據測得時的參數為：檢波器道間距為0.6m，偏移距1m。
圖4 瑞雷波測試厚度分層及波速反演圖
表4 瑞雷波檢測結果
| 編號 | 分層厚度（m） | 總厚度（m） | 剪切波波速（m/s） | 備注 |
| 1 | 0.80 | 0.80 | 489.6 | 該層無法分層 |
| 2 | 0.26 | 1.06 | 419.7 | 強度高 |
| 3 | 0.98 | 2.04 | 299.8 | 強度較低 |
| 4 | 1.02 | 3.6 | 309.0 | 強度較高 |
| 5 | 2.32 | 5.92 | 311.1 | 強度較高 |
由圖4和表4中數據可知，在路面0~0.80m范圍內無數據；在0.80~1.06m為**層，波速低于上一層，1.06~2.04m之間為第三層，波速低于上一層，表明該深度范圍內基較軟，強度較低。2.04~3.6m為第四層波速較上一層有所增加，第五層為3.6~5.92m波速繼續增加，該深度范圍內路基強度較高。
3.2.3結論
由瑞雷波檢測結果可以得出：該位置在深度0~1.06m范圍內強度較高，在1.06m以下范圍內剪切波波速迅速下降，路基承載力逐漸減小。
3.3 K10+500（天津—塘沽方向右側行車道）
該測點數據離散性較大，處理后大致分層情況基本如下圖。
圖5 路基分層及剪切波波速圖
路基大致在在0~3m范圍內波速均勻增加，路基承載力強度相對較高，但在3m以下范圍內波速發生突變，迅速減小，另外波速能量迅速減小，可能存在較軟地層，應根據鉆探資料判斷其原因。
3.4 K2+500（塘沽—天津方向右側行車道）
數據不可用，信號干擾嚴重，消波現象嚴重，無法進行數據處理。
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