地震检测范文（精选5篇）
地震检测 第1篇
1地震灾害后混凝土结构损伤快速评估
地震灾害后很多建筑都受到不同程度的损坏,存在安全隐患,需要进行快速评估与检测,定性地评估哪些房屋应立即拆除、哪些房屋可以临时居住、哪些房屋不经处理即可安全使用、哪些房屋需先进行必要的检测鉴定与加固处理后方可继续使用。地震灾害后混凝土结构安全性快速评估内容主要包括以下几点:
1)建筑物内(外)检查。应先从建筑物外围再从建筑内部对房屋的沉降、倾斜、构件损伤、构件高空坠落以及结构和构件的倾覆危害等方面进行观察与调查,如果从建筑的外围就可判断房屋破坏严重或可能倒塌,不能继续使用或无修复价值时,则无需再进行室内检查,反之则还应进行室内检查。2)房屋损伤情况评定。震后结构损伤程度评定应从建筑物的沉降、倾斜和结构构件的损伤等方面综合考虑,表1列出了结构损伤评定标准,结构构件损伤程度评定标准可参考表2。3)房屋安全性快速评估。震灾后安全性能快速评估分类和结果见表3,表4。4)房屋紧急修复。被定性地评估为危险房屋或有安全隐患的房屋,在加固修复前,应先对损伤程度被评定为Ⅲ级或以上的构件进行紧急加固修复,并对有严重损伤的承受竖向荷载和水平荷载的结构构件进行临时处理,还应密切监控房屋的破损有否进一步劣化现象。
2地震灾害后混凝土结构损伤检测与综合评估
地震灾害后,需对快速评估为中等损伤或严重损伤(但仍有加固修复价值)的结构构件进行详细的检测鉴定与评估,被检测的构件数量应该不少于结构构件总数量的50%,如发现其他非结构构件发生严重的破坏或构件存在高空坠落及倾覆的潜在危险时,应对这些构件作进一步的检测,以确保房屋的安全使用。
2.1 震后混凝土结构损伤的现场检测
震灾后结构损伤应现场检测结构的沉降、倾斜、构件的变形、构件的损伤情况,而构件的损伤主要是针对构件的裂缝开展、混凝土是否剥落与碎裂、钢筋是否暴露与断裂等方面。当确定结构需加固修复后方可使用时,还需补充检测混凝土的强度、表面与内部缺陷、碳化深度、钢筋锈蚀情况及钢筋的力学性能等,对于有耐久性要求的结构还需进行耐久性能检测分析。
2.2 震灾后混凝土结构综合损伤程度评定
根据结构的沉降、倾斜、构件变形、构件损伤情况等方面对震灾后房屋损伤情况进行综合评定(见表5,表6),并可参考表7建议的处理措施对房屋进行处理。
注:D为楼层损伤率。D=DⅠ+DⅡ+DⅢ+DⅣ+DⅤ,DⅠ～DⅤ为破坏最严重楼层中对应于结构构件的损伤程度(Ⅰ类,Ⅱ类,Ⅲ类,Ⅳ类,Ⅴ类)的楼层损伤率。其中,DⅠ=10×BⅠ/A≤5;DⅡ=26×BⅡ/A≤13;DⅢ=60×BⅢ/A≤30;DⅣ=100×BⅣ/A≤50;DⅤ=143×BⅤ/A≤50,BⅠ～BⅤ分别为构件中对应于Ⅰ类～Ⅴ类损伤程度的数量,A为被检测构件的总数量
3地震灾害后混凝土结构残余抗震承载力的快速评定
震灾后会有大量房子需检测鉴定并对残余承载能力进行评估,按现场损伤检测结果评估震损结构的残余承载力,可用残余抗震承载力系数R来表示:
其中,IS为震前结构抗震承载能力;ISd为震灾后考虑构件损伤的结构抗震承载力。构件损伤对结构的影响可用表8中系数η体现。
震损结构抗震验算过程中,先对受损构件单元刚度的对应位置乘以折算系数η,再进行整体验算并算出ISd,再由式(1)计算出系数R。按式(1)计算R时,需用原始施工图及结构建模,可部分结构的原始资料无法收集齐全或由于需检测房屋数量过多,无法进行详细建模工作,为简化计算,可按式(2)的快速评估方法计算系数R:
其中,A0=S0+M0+W0+2CW0+6CWC0;A1=0.95S1+0.95M1+0.95W1+1.9CW1+5.7CWC1;A2=0.6S2+0.75M2+0.6W2+1.2CW2+3.6CWC2;A3=0.3S3+0.5M3+0.3W3+0.6CW3+1.8CWC3;A4=M4;A5=0;Asum=Ssum+Msum+Wsum+2CWsum+6CWCsum;A0,A1,A2,A3,A4和A5分别为构件无损伤或损伤程度为Ⅰ类～Ⅴ类时经归一化后的残余抗震承载能力,Asum为结构经归一化后的震前抗震承载能力;S0,S1,S2,S3,S4和S5分别为构件无损伤或损伤程度为Ⅰ类～Ⅴ类时(下同)脆性破坏独立柱的数量,Ssum为脆性破坏独立柱的总数;M0,M1,M2,M3,M4和M5分别为无损伤或Ⅰ类～Ⅴ类时延性破坏独立柱的数量,Msum为延性破坏独立柱的总数;W0,W1,W2,W3,W4和W5分别为无损伤或Ⅰ类～Ⅴ类时剪力墙(墙段内无柱)的数量,Wsum为剪力墙(墙段内无柱)的总数;CW0,CW1,CW2,CW3,CW4和CW5分别为无损伤或Ⅰ类～Ⅴ类时柱子的数量,CWsum为柱子的总数;CWC0,CWC1,CWC2,CWC3,CWC4和CWC5分别为无损伤或Ⅰ类～Ⅴ类时剪力墙(墙段内有翼缘柱)的数量,CWCsum为剪力墙(墙段内有翼缘柱)的总数。
残余承载能力系数R可体现结构的实际损伤程度,R=100%时结构无损伤,R=0%时结构已无残余承载能力(完全倒塌)。系数R与损伤程度对应关系见表9。
通过式(2)可快速地评定出震损混凝土结构的残余抗震承载能力,为综合评价结构的损伤程度提供依据,从而进一步为确定结构是该拆除还是可以经过加固修复后继续使用提供参考。
参考文献
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地震检测 第2篇
作 者：撒利明 刘全新 杨午阳 邓央 Sa Liming Liu Quanxin Yang Wuyang DENG Yang 作者单位：撒利明,Sa Liming(石油大学(北京);中国石油勘探开发研究院西北分院)
刘全新,杨午阳,邓央,Liu Quanxin,Yang Wuyang,DENG Yang(中国石油勘探开发研究院西北分院)
刊 名：应用地球物理(英文版) SCI英文刊名：APPLIED GEOPHYSICS年，卷(期)：20052(1)分类号：关键词：地震反演 测井约束 地质模型 岩石物性 油气检测 软件 数据管理 Inversion logging constraint geological model physical property hydrocarbon detection software and data management
地震检测 第3篇
1 采空区的地质特征
地层沉积是一个渐变的过程, 这使地层物理性质沿沉积层面上不会发生突变。正常赋存的地层连续性、产状、岩性差别很小。而采空区主要是人为挖掘形成的, 具有埋深较浅、任意分布和规模不明等特点。根据煤层厚度及煤层顶板稳定性的区别, 采空区可以分为有塌陷和无塌陷物采空区;根据局部水文地质条件以及采空区和附近水源的水力联系, 又可以分为充水和不充水采空区。有塌陷采空区上覆岩层应力状态变化引起上覆岩层形成“三带”构造, 即垮落带、断裂带和弯曲带。充填采空区和塌陷采空区改变了地层沉积的连续性, 其与周边的正常岩层在同沉积层上产生显著的物理性质差异, 从而引起地震剖面形态以及同一层面地震属性值的异常。
2 采空区的地球物理特征
一般情况下, 测区煤层与相邻岩层具有明显的波阻抗差异, 便可形成良好的煤层反射波[2]。但是当煤层被采空后, 煤层反射波的连续波组特征被破坏。
采用3层地质模型对煤层隐伏陷落柱进行三维弹性波正演模拟 (图1) , 模型参数为: (1) Vp1=3 500m/s, ρ1=2.5 g/cm3, H1=400 m; (2) Vp2=2 200 m/s, ρ2=1.4 g/cm3, H2=20 m; (3) Vp3=3 500 m/s, ρ3=1.3g/cm3, H3=20 m; (4) Vp4=2 400 m/s, ρ4=1.5 g/cm3, H4=50 m; (5) Vp5=3 000 m/s, ρ5=2.0 g/cm3, H5=50 m。分别模拟层厚40 m充填采空区 (图1 (a) ) 和层厚20 m塌陷含“三带”采空区 (图1 (b) ) , 地震子波选取60 Hz的雷克子波, 由于煤层较薄, 顶底界面的反射波复合。当煤层上方还没塌陷或塌陷不明显时, 采空区在地震时间剖面上表现反射波组的复合波形中断 (图1 (a) ) ;当煤层顶部结构塌陷, 其周边构造产生各种低频干扰使采空区反射波组的复合波形畸变 (图1 (b) ) ;实际资料中采空区边缘煤层反射波波形发生畸变, 直至进入采空区后煤层反射波彻底消失 (图1 (c) ) 。在薄煤层中的采空区引起的地震响应在垂直剖面上反映不太明显, 易在解释中被遗漏;实际资料中的采空区在垂直剖面中的响应也不太明显。开展三维地震属性切片上的边缘检测技术能够提高地震资料解释上述问题, 提高解释的精度与效率[3]。
3 分水岭算法原理及实现
3.1 分水岭算法原理
“分水岭”算法的概念来源于地质地形学。根据图1 (b) 中的地层参数设计了三维地层立体模型 (图2 (a) ) 。对于该模型进行了基于声波方程的三维正演模拟。经处理, 提取到的煤层的瞬时振幅属性 (图2 (d) ) 。地震属性值是关于大地坐标的函数, 即z=f (x, y) 。其中, x, y分别代表经度和纬度, z表示在 (x, y) 处的属性值。地震属性值关于大地坐标的函数反映在三维立体图上, 可以等效看成高程对于大地坐标的三维立体地形图。
在一个三维立体地形模型上有3类点[4]: (1) 局部最小值的点。与该点相邻的位置上流体均会向该点流动。 (2) 位于汇水盆内的点。处于该点的流体一定会流向一个确定的局部最小值点。 (3) 分水线上的点。处于该点的流体会等概率地流向不止一个的局部最小值的点, 这类点的集合称为“分水线”。
同样地, 在地震属性值关于大地坐标的三维立体图上, 也存在上述3类点 (图2 (f) ) 。其中的分水线可以反映一个地震属性异常区的边缘形态。分水岭算法的具体思路为:从各个局部最小点往上涌水, 当水未漫过分水线时, 会形成汇水盆;随着水面的上升, 汇水盆表面积逐渐增大;当水刚要漫过却未漫过分水线时, 此时的出露于水面的形态就是分水线的形态;当水漫过分水线后, 来源于不同局部最小值的分水盆融合为一个汇水盆。从地震属性图上提取到的分水线即为属性异常体的边缘轮廓。
3.2 分水岭算法的实现
3.2.1 属性选取
由于地震属性的物理意义不同, 各种地震属性对于特殊地质体响应的敏感性不同, 从不同的地质目标出发, 选取合适的属性进行分析有利于对地震资料的精细解释。地震的相干属性用于检测地震波间断性 (如断层、不整合等现象) 很灵敏, 为识别地层学沉积特征和断层提供了一个很有效的显示方式, 因而应用很广。
对于煤层中的小构造异常区, 用常规的人工识别方法往往无能为力, 地震属性方法中的相干体技术是利用相邻道地震信号之间的相似性来描述地层、岩性等的横向非均匀性的, 可以利用它来解释微小构造, 进行地震精细解释[5]。
3.2.2 图像的预处理
基于分水岭算法的地震异常属性边缘检测技术属于一种区域检测方法, 与边缘检测算法相比轮廓线闭合性强。同时, 也存在一些缺点[6]:对图像中的噪声极为敏感, 由于输入图像往往是梯度图像, 图像中的噪声能直接恶化图像的梯度, 易于造成分割的轮廓偏移;易于产生过分割, 由于受噪声和平坦区域内部细密纹理的影响, 算法检测的局部极值过多, 在后续分割中出现大量的细小区域;对低对比度图像易丢失重要轮廓, 区域边界像素的梯度值也较低, 目标的重要轮廓容易丢失。针对传统分水岭算法的不足, 首先对原始图像做预处理[7,8]。图像预处理的目的是为平滑地震属性值, 消除干扰点和随机噪声, 防止“分水岭”算法产生过分割现象, 锐化地震属性值关于大地坐标的三维立体图的分水线, 其主要的方法有:
(1) 图像的二值化。将地震属性平面图转化成二值图, 提高属性异常区域的对比度。
(2) 梯度转化处理。用sobel梯度算子模板对图像处理后, 各点值反映其与相邻点属性值的变化率。这种方法缩短了边缘过渡区, 从而锐化异常属性边缘轮廓, 平滑图像。
(3) 自适应空间降噪滤波[4]。自适应降噪算法不但能有效地去除图像噪声, 而且还能尽可能地保留原图像的重要纹理特征。对于3×3的图像局部窗口有:
式中, 为窗口边缘均值;δb2为窗口边缘方差;δw2为窗口的方差;w (x, y) 为降噪前窗口中心点 (x, y) 的灰度值;为降噪后窗口中心点 (x, y) 的灰度值。
(4) 去野值空间滤波。处理过程中可能将某种规则噪声信号放大, 这类信号往往是小范围的, 与地质构造引起的属性异常有一定的差异。
(5) 高斯低通滤波。将空间域的图像经过二维傅里叶变换, 滤除高频干扰信号后, 在经过二维傅里叶变换变回空域图像, 而高频信号一般对应着随机干扰。图像预处理可能增强了一些干扰信号, 滤除了一些有效信号, 但是对于圈定异常区边界的影响是有限的。
3.2.3 基于“分水岭”算法的程序设计
基于“分水岭”算法的边缘检测程序分为2步, 即排序和浸水过程。具体流程如图3所示。排序阶段, 对原始图像属性值搜索局部最小值Mi, 将其放入集合C (Mi) , 然后在C (Mi) 中取得地震属性值最大值MAX和最小值MIN, 选择合适的步长h将图像的地震属性值分级, 把图像中地震属性值的坐标放入分级集合C (Mi+nh) , 为下一步浸水过程的步数扫描做准备;浸水过程, 对比每一步集合C (Mi+nh) 与上一步集合C (Mi+ (n-1) h) 的差异找出连通分量, 所谓的连通分量就是每次浸没过程之后在某局部最小值周围形成的汇水盆未与其他局部最小值形成的汇水盆融合之前不被浸没的点的坐标, 把每一级的图像集合C (Mi+nh) 上的各点归入汇水盆和连通分量的坐标集合中, 并保存, 依次等步长扫描到最后, 所有的连通分量形成的坐标集合即为寻求的分水线。
对提取到的三维正演模型相干属性, 使用基于分水岭的边缘检测技术得到了如图2 (f) 所示采空区的分水线。经比对, 与原三维地质模性采空区边缘平面分布一致。
4 应用实例
4.1 勘探区地质概况
山西五家沟某矿区位于大同坳陷的南翼, 洪涛山隆起的北翼, 地层总体为走向北北东、北东, 倾向北西的单斜构造, 次一级构造多为平行展布的背向斜和北东东、北北东向2组断层。勘探主要目的层为5-1号煤层、5号煤层为、8-1号煤层和8号煤层, 其中5-1号煤层、5号煤层全区可采, 8-1号煤层、8号煤层仅在勘探区西部可采。
4.2 解释成果与验证情况
勘探区内有综采后形成的采空区和小煤窑房柱式采煤后形成的采空区。综采后采空区放顶, 破坏了上覆围岩的完整性, 其对地震波造成强烈的吸收和散射, 高频成分衰减强烈, 地震波无法穿过, 在地震时间剖面上表现为煤层反射波缺失[9]。房柱式采煤产生的采空区周围并未出现大的物理变形, 因而在时间剖面上表现有2种现象。其一采上组煤, 由于上组煤采空后, 地震波无法穿过, 在地震时间剖面上表现为在采空区内部反射波同相轴不连续且杂乱无章;其二是采下组煤, 上组煤仍保持完整性, 在地震时间剖面上表现为在采空区内部反射波同相轴上部连续, 下部不连续。在解释中, 易遗漏房柱式采煤后形成的采空区。
该区地震相干属性在使用了基于分水岭的边缘检测技术后, 结合垂直剖面以及以往的地质资料, 共圈定疑似采空区5处 (图4) , 经矿方打钻验证, 钻孔下方煤层均有被采掘迹象 (表1) 。图中的粗黑线为检测到的相干属性异常区边缘。其中, 条带状异常区的边缘契合在断层走向方向;环状不规则异常区边缘集中分布在疑似空区域内与周边。
5 结语
将基于分水岭算法的边缘检测技术引入三维地震属性分析后, 能快速准确地自动提取三维地震属性异常区边界。它是一种区域内搜索极值闭合线的方法, 这对于地震属性的精细解释提供了科学可靠的依据, 降低了人为的干扰因素[10]。结合以往的地质资料和地震的垂直剖面, 可以排除干扰信号的影响, 保证不遗漏规模较小的地震属性异常区情况下圈定地震属性异常区边界。但是, 仅利用分水岭算法是不够的, 还需要提高原始属性图像质量, 不断改进地震数据采集方法和处理手段。
参考文献
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地震检测 第4篇
水泥土搅拌桩，具有价格便宜，施工便捷，对环境无污染等优点，被广泛应用于各类工程的软土地基处理[1]。但是施工过程中，水泥与土的掺合比例和拌合均匀程度较难控制，这对水泥土搅拌桩的施工质量影响很大，严重时会给工程带来质量问题和安全隐患，所以对水泥土搅拌桩检测就显得尤为重要。目前，工程上多采用开挖、轻便触探、钻孔取芯等方法进行桩身质量的检验[2]，但这些方法检测费用较高、人员工作量及设备投入量相对较大、检测速度慢，检测桩的个数少，或是对桩体有损伤。为此，工程上迫切需要一种能够对搅拌桩桩身质量进行快速有效地分析与评估的检测手段。
目前，许多学者对于水泥土搅拌桩的反射波法无损检测进行了相关的研究[3,4,5,6,7]，但多沿用低应变检测设备及检波器的单波段检测技术，由于激发能量小，而水泥土搅拌桩强度低，波在水泥土搅拌桩中传播衰减得快，信号弱，同时桩土强度差别小，造成桩底反射不明显，因而较难确定水泥土搅拌桩存在的缺陷，从而影响桩身质量评价的准确性。
鉴于目前研究现状及工程中水泥土搅拌桩检测亟待解决的实际问题，为此，通过地球物理理论及工程检测技术研究，依据不同频率波段在水泥土搅拌桩和土体中的传播特性，对采用RAS-24浅层地震仪并利用不同频率检波器对水泥土搅拌桩进行检测的技术理论和可行性进行了分析。在此基础上应用于某工程水泥土搅拌桩检测，与抽芯检测结果进行了对比分析。力图为此类问题的解决提供经济、快捷和无损伤的有效检测方法。
1 理论依据及可行性分析
地震仪检测水泥土搅拌桩的基本原理是一维杆件的波动理论。即通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)和桩底面时，将产生反射波，通过检测分析反射波的传播时间、幅值、波形、频率、相位和能量等特征判断桩的完整性[8]。
假设桩为质地均匀、各向同性的—维线弹性体，当用锤敲击在桩顶时，产生的应力波在桩身传播满足—维波动方程：
其中C为波速，
E—桩身弹性模量；ρ—桩身水泥土密度；
当有入射波从介质1传播到介质2，将在两种介质的界面处产生反射与透射。
其波阻抗比用下式计算：
反射系数F为：
桩长和缺陷位置是根据在时域范围内应力波反射的公式确定:L=t·C/2
式中，L为桩长或质量存在缺陷的位置；t为应力波传播的时间；C为波速。
检测中，t根据检测波形可直接识别确定，C根据经验选定或试验获得。根据采集的波形判断桩长及缺陷位置等。
由于其根本理论为反射波法，所以必须满足以下理论条件：（1）水泥土搅拌桩是否可视为一维弹性杆件。目前工程上，水泥土搅拌桩桩径多为50cm，桩长多为8m以上，长径比在16以上，符合桩长远大于桩径的理论条件，桩体可视为一维杆件。（2）水泥土搅拌桩桩身材料是否可视为弹性材料。水泥土搅拌桩是由水泥就地与地基土充分搅拌硬化而成，水泥土在受力初期，应力与应变关系基本上符合虎克定律。可视为弹性材料。（3）水泥土搅拌桩桩身波阻抗是否可以被识别。工程试验资料证明，搅拌桩形成的水泥土在达到足够龄期后,反射波纵波速度值可达到1 000～2 200m/s,其桩身强度可达几个兆帕,外观十分坚硬。其抗压强度远远超过桩周土(软土)的强度[4]。基本符合—维波动方程的理论假设。（4）对实际工程桩的检测也表明，一维压缩波在水泥土搅拌桩桩身以内的入射、透射、反射特征清晰。基于以上分析，应用地震仪检测水泥土搅拌桩的完整性是可行的。
2 工程实例
2.1 地震仪反射波检测方法
对于能否测得桩底反射一方面取决于当应力波传播到界面时是否能发生反射，另一方面则取决于反射信号能否被采集仪器所接受。采集仪器的识别能力取决于置于桩头的传感器和地震仪。地震仪用于地震勘探的效果非常显著，不同的速度传感器对地震波有频率选择作用。如果地震波信号频率高于固有频率，则全部通过，而低于固有频率的信号将不能通过或被压制。考虑到水泥土搅拌桩对振动信号的反应特性介于一般土与混凝土之间，检测中需要根据不同的场地和成桩条件选择合适的传感器。
采用浅层地震仪并用不同频率检波器对水泥土搅拌桩进行检测现场见图2。考虑到高低频率应力波的不同特性，低频的穿透能力强，适合测桩底反射，但精度相对较低，而高频的精度较高，但能量衰减较快，故对每根桩分别采用4组（每组4个）检波器进行反射波法检测，检波器频率分别为38Hz、60Hz、100Hz和1100Hz。检波器呈环形置于桩顶（见图3）。采用锤击作为震源。
2.2 桩身完整性分析
据《建筑基桩检测技术规范》，桩身完整性不是严格的定量指标，对不同的桩身完整性检测方法，具体的判定特征各异。桩身完整性类别按缺陷对桩身结构承载力的影响程度，统一划分为四类：Ⅰ类—桩身完整；Ⅱ类—桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的发挥；Ⅲ类—桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类—桩身存在严重缺陷。
对地震仪检测桩身完整性分析，首先考虑波在桩身混凝土材料中的传播与衰减规律，研究桩身中阻抗变化引起波的反射与透射特性，分析检测获得的时程曲线上波形、波幅、波频、波速的变化关系，结合工程地质报告与施工记录等原始资料，对照钻孔取芯结果，分析缺陷与波形图的对照关系，综合评定桩身的完整程度。
限于篇幅，本文对典型的波形图进行分析。其中7#、52#、41#桩测桩波形图分别见图4、图5，图6。
完整桩的反射波形以7#桩为例。波形。从图中可看出，只有入射波和桩底的反射波。在入射波和反射波之间的波形比较平稳，入射波和反射波具有相同的相位。根据桩长，结合反射波到达时间，计算出平均波速为1200m/s。从波形图上看，入射起跳明显，反射波幅度较小，中间无杂波干扰，说明该桩桩身完整好，划为Ⅰ类桩。
轻微缺陷桩的反射波形，如52#桩的波形图见图5。波形与7#完整桩相似，只是在入射波和反射波之间发生了一些小小的畸变，且桩底反射波幅度略小。从图中的缺陷反射时间和平均波速可以计算出，在距桩顶4m左右搅拌不均匀，有轻微缺陷。故判为Ⅱ类桩。
明显缺陷桩的反射波形，以41#桩为例，如图6。无明显的桩底反射波或在入射波和假想的反射波之间有明显的桩间反射波。从反射波曲线上可明显看出，离桩顶3m左右有一较强的反射波，另外还有不同的等间距的反射波。说明此处有明显的缺陷。确定为Ⅲ类。
根据上述试验检测结果，对水泥土搅拌桩体进行了取芯验证（见图7）对比，取芯验证结果与地震仪的检测结果比较吻合。同时对本工程的大部分桩体进行检测，表明检测效果比较显著。
2.3 检测结果统计分析
此次试验共检测水泥土搅拌桩75根，时间分别为15天，30天及60天。根据单桩检测所采集到的信号分析，得到桩底有明显反射的统计结果见表1。
根据统计结果可以看出：（1）成桩时间短（15天），则低频率传感器接收的波形反射明显，出现明显桩底反射的数量较多，而较高频率传感器检测的波形反射不明显或者不出现反射波；成桩时间较长后（成桩60天），频率较高的检波器接收到的反射波明显。（2）从不同频率的传感器检测效果看，38HZ、60HZ等较低频率检波器无反射界面现象出现的几率较高。对于成桩时间在一个月以上的水泥土搅拌桩，较高频率检波器检测效果较好，精度较高，能够很好的反映出桩身的完整性程度。
3 结论
(1）根据工程实践和统计分析，采用浅层地震仪检测水泥土搅拌桩一般都能采集到比较理想的反射波形，可准确地判断桩底及缺陷位置，说明此方法检测水泥土搅拌桩完整性是可行的。
(2）检测时,要求水泥土桩有较长的养护龄期。一般在30天以上才有较好的效果。水泥土桩养护龄期太短、桩头太软或桩身强度过低时不宜进行检测。
(3）通常对测试出的曲线结果进行分析时，在实测曲线上波沿桩身传播出现有界面，一般可判定为搅拌不均匀所致,但要把各种缺陷(如断桩、短桩、离析、夹泥等)明确确定，还需进一步研究。
摘要：水泥土搅拌桩因其价格便宜,施工便捷,被广泛应用于软土地基处理。而其质量检测,特别是无损伤检测一直存在技术问题。为此,本文对应用浅层地震仪检测水泥土搅拌桩完整性的理论及可行性进行了探讨。并用于某工程水泥土搅拌桩完整性评价,与抽芯检测结果对比表明,利用浅层地震仪检测水泥土搅拌桩的完整性是可行的。
关键词：浅层地震仪,水泥土搅拌桩,完整性,检测
参考文献
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地震检测 第5篇
1氡测量的方法
1.1气体电离法
电流电离室法的工作原理:含氡气体进入电离室,氡及其子体放出的α粒子使空气电离,产生大量的电子和正离子,在电离室内壁和收集极之间的电场作用下,正电荷形成电离电流,这种微弱的电流使静电计石英丝系上的电荷积累起来,电位逐渐升高,引起丝系的偏转,氡气的浓度直接由丝系偏转速度来计算。优点是:方法可靠,测量速度较快,受湿度影响小,可以直接收集空气样品进行测量;缺点:灵敏度低,不满足低浓度氡的测量需要,由于只反映入射粒子电离后的平均效应,不能反映入射粒子的能量大小。因此,在实际氡气检测中,气体电离法的测量技术应用的并不广泛。但是,在某一些的特殊场合却必须应用此种方法。所以,气体电离法检测氡气通常是与其他氡气的检测方法合并进行应用。
1.2闪烁室法
粒子进入闪烁体与之发生作用,闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发;受激原子、分子退激时发射荧光光子,利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上,由于光电效应,光子在光阴极上击出光电子,光电子在光电倍增管中转化为电子流,电子流在阳极负载上产生电信号,此信号由电子仪器记录和分析。优点:粒子适用范围广,探测效率高,探测下限低,准确度高,制作工艺成熟、成本低;缺点:仪器由几部分组成、较笨重,能量分辨率较低,并且随时间增加,探测效率逐渐减小[1]。闪烁室检测法是较为常见的一种检测方法,虽然其在应用的过程中会有各种各样的问题,但是,由于其在使用检测过程中无与伦比的优势,所以其在实际生活中的应用还是较为广泛的,通常情况下,设备较新的氡气检测无需进行二次检验,但是在仪器设备较为老旧时就必须反复进行氡元素的检验,以此来更好的确定数据的准确性。
1.3固体电离法
固体电离法的主要工作原理是通过在静电场中的半导体收集样本,然后在半导体中产生空穴—电子对,使电场的两级分开,并集中在阴阳两极中,从产生的粒子损失量中能够探测中射线的强度,更好的给出电离子的能谱。该种方法应用的优点在于结构简单,能够快速的反应粒子的能量,并且坚固耐用,缺点是仅能够对氡的衰变体进行测量,并且十分容易受到潮湿环境的影响。
1.4径迹蚀刻法
该种方法主要的检测步骤是先对放射源进行照射,然后对探测器的蚀刻以及固体的径迹进行测量、观察以及分析。其主要优点为:价格较低,体积小容易携带并且灵敏度较高,其缺点在于采样的时间较长,并且探测器之间的差异较大,对蚀刻的过程把握的较难。
径迹蚀刻法以及固体电离法在实际生活中的应用并不多,追其根本原因是这两种方式受到的外界环境影响较大,实际操作的难度较大,这不仅会耽误操作人员的时间,也会大大降低检测的效率。
2氡测量的相关仪器
首先要介绍的是FD-125型氡钍分析仪,其主要应用的是闪烁室分析法进行氡浓度的检测,将样品射入静室静止1小时后,进行测量,测量后要对圆盘进行转动,然后人工的计算过程,在计算结束后,将仪器清洁干净,该仪器的优势在于能够长期的观测氡气浓度的变化。其次,是SD-3A型自动测氡仪,其主要应用的是闪烁室法测量氡的浓度,将井水通过井管进入到脱气—集气的装置内,然后该仪器会自动进行样品的采集以及数据的测量等工作,该仪器具有较高的抗腐蚀性以及抗潮性。再次是PQ2000仪器的测量方式,该仪器不会受到湿度的影响,并且操作简便,因此,较为事业野外以及台站的观测使用[2]。最后是RAD7测氡仪,该仪器能够有效避免湿度对测量数据的影响,能够更好的提高测量的精度,此外,还能够主动进行样品的采集以及数据的测量工作。对比以上几种测量仪器,FD-125较为稳定,但是智能化的程度较低,SD-3A的自动化程度较高,但是受到影响也较大,稳定性差,RAD7则需要进行干燥处理,因此也不适用于台站的长期观察,只有PQ2000的稳定性以及可靠性最强,也是目前作为氡气观测的主要设备之一。
3氡测量技术在地震监测预报中的发展趋势
除了以上几种较为常见的氡测量技术外,还有一些并不十分常见,但是也能够用于氡元素测量的方法,如双滤膜法,该种方法是依据氡固有累积的方式以及衰变的规律来对氡气的浓度进行测量,如气球法,其工作的原理与双膜法的十分类似,仅仅是用气球来替代衰变筒,这种检测的方法是一种主动式采样技术,但是该种方式有一个十分严重的缺点,就是仅能够对氡元素的瞬时测量值进行显示,对空气中氡元素的波动性无法显示。此外,还有活性炭吸附法等等。
在氡测量仪器的开发应用中,高效率的探测技术、低成本的测量经费以及较高的适应性是氡测量方法以及氡测量仪器未来的发展趋势。近些年来,由于光电子技术的不断发展,很多的电子设备都向小巧、轻便的方向进行发展,氡测量仪器的发展当然也是如此,向着小型化、高效率、多功能、模块化以及集约化进行发展。同时,在仪器的设计中,应该依据不同的检测要求在仪器类型和精确度方面进行改进和研发。除此之外,氡检测仪器中前端放大器的改进也是十分重要的。因此,放大器的改进方向应该是增加检测仪器的灵敏性以及稳定性,使其能够在特定的条件下对地下水中的氡元素进行检测,并进行精准的数据分析,这种改进的方式对观测仪器的更新和发展有着十分关键的作用。在未来地震监测领域的氡元素测量中,将以地下水中的氡元素作为主要的观测对象。此外,氡元素在空气中的分布状况以及运动情况也能够作为判断该地域是否将要发生地震的重要依据,故而氡元素的检测及数据分析已经成为地震监测预报科学研究中的重点之一。而小巧型的氡元素检测仪器,目前已经有所研发,其中RLM—I型仪器为主要应用设施[3]。
4结束语
随着人们对地震监测预报科学研究的不断深入,发现氡元素的变化与地震的发生有着很大的关联,这就让人们对氡元素的变化监测之于地震预测的作用和意义产生了很深的兴趣,经过相关人员的研究表明,在地震发生的前夕,氡气或者氡元素的运动会发生很大的变化,依据有关的检测仪器进行分析后,就能够对即将发生地震的地域进行大致的划分,对将要到来的地震等级进行大概的确定,这样就能够在很大程度上减少地震中的人员伤亡,极大可能的减少人们的经济损失以及心理的创伤,对经济社会的建设和人民生活的保障有着重要的意义。
参考文献
[1]王博,黄辅琼,简春林.嘉峪关断层带土壤气氡的影响因素及映震效能分析[J].中国地震,2010,04:407—417.
[2]吴中海,赵根模.地震预报现状及相关问题综述[J].地质通报,2013,10:1493—1512.