表面波试验

表面波谱法涉及的问题可归纳为以下四个方面： Rayleigh面波传感器通道间信号的采集和处理；实测Rayleigh波频散曲线的提取；Rayleigh波正演理论利用和发展；基于Rayleigh波正演理论和反演理论，利用实测Rayleigh波频散曲线反演得到介质具体参数和相关信息。20世纪50年代初，人们就在层状介质中发现了Rayleigh班面波具有频散特性，Haskellen首先用矩阵的方法计算了层状介质中Rayleigh面波频散曲线叫自此之后人们开展了一系列的对自然地震记录数据和人工地震波数据中的民Rayleigh波分析和研究，从而利用其频散特性进行地球内部结构勘探或者工程勘察方面的探索工作。在实际工程的应用中，Rayleigh表面波测试主要分为瞬态法和稳态法，两种方法主要区分在激发方式的不同，瞬态法主要激发方式是重键、落键和力烟等瞬态振源，稳态法主要激发方式是能产生稳定振动频率的稳态振源。1960年Hoykallen等人利用稳态振源激发产生的正弦波信号探测公路断面并分析断面地层的剪切波速分布情况，这是首次应用稳态法进行地层勘探。

瑞雷波

1885年L.J.W.S.Rayleigh从理论计算中发现的一种面波。瑞雷波波速比乐甫波慢。它所引起的质点运动轨迹为垂直平面中的逆进椭圆，其地震动的最大水平位移大致是其最大垂直位移的0.68倍，且比最大垂直位移早到场地。远震产生的地震动中瑞雷波影响较大。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。

剪切波

又称S波、横波。传播时介质质点振动方向与波的前进方向相垂直的体波。它是使介质呈剪切状态的波动，因此只能在地球内部固体部分中传播。由于断层错动所激发的地震波能量中S波比P波大，而且一般建(构)筑物的抗侧力能力较弱，所以S波往往是造成工程结构破坏的主要原因之一。常用的原位测试方法有利用直达表面波的地表稳态振动法和利用直达剪切波的钻孔测速法。

剪切波速是指震动横波在土内的传播速度，单位是m/s。可通过人为激震的方法产生震动波，在相隔一定距离处记录振动信号到达时间，以确定横波在土内的传播速度。测试方法一般有单孔法、跨孔法等。剪切波速是抗震区确定场地土类别的主要依据。2100433B

表面波法是一种新的浅层地球物理勘探方法。它利用瑞利波的频散特性及其传播速度与地基土物理力学性质的相关性来解决诸多工程问题，既是一种勘探手段，又是一种测试方法。同传统的勘探测试方法相比，它无需钻孔,具有方便快捷、效率高、成本低等优点，被广泛地应用于岩土工程界 。该法主要用于定性地评价地基土，在定量确定地基土物理力学强度指标方面的研究。表面波法不但可以对冲积土地基进行有效分层，还可以定量地评价地基土的力学强度指标，实现表面波法代替传统勘探方法的目的 。

稳态法是用激振器激发信号产生Rayleigh波，每次产生固定频率的简谐波，通过不断的调整激振器来得到不同频率的Rayleigh波。在一定的激振频率下，计算Rayleigh波的相速度，虽然能够得到较低的频率，而达到较大的探测深度，但要获得一定范围内的Rayleigh波频散曲线，必须不断改变激振器的频率才能获得。

表面波法是指利用表面波进行探伤的方法，这种方法多用于表面光滑的材料或工件。

中文名称

表面波法

英文名称

surface wave method

定　　义

利用表面波进行探伤的方法，这种方法多用于表面光滑的材料或工件。

应用学科

机械工程（一级学科），试验机（二级学科），无损检测仪器-超声检测仪（三级学科）