本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中波速试验
1一般规定
1.1波速试验分跨孔法、单孔波速法(检层法)和面波法。
1.2跨孔法以一孔为激振孔，另布置2孔或3孔作检波孔，测定直达的压缩波初至和第一个直达剪切波的到达时间，计算传播速度。常用于多层体系地层中。
1.3单孔波速法是在同一孔中，在孔口设置振源，孔内不同深度处放置检波器，测出孔口振源所产生的波传到孔内不同深度处所需的时间，计算传播速度。常用于地层软硬变化大和层次较少或岩基上为覆盖层的地层中。
1.4面波法，本试验采用稳态振动法。测定不同激振频率下瑞利波(R波)速度弥散曲线(即R波波速与波长关系曲线),可以计算一个波长范围内的平均波速。
2仪器设备
2.1本试验所用的主要仪器设备由激振器、检波器、放大器、记录器、测斜仪、零时触发器和套管组成。
2.2本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：
RSM-SW（A）波速测试仪
v 激振器：可采用机械震源、电火花等，但主要是采用能正反向重复激振的井下剪切波锤。面波法采用电磁式或机械式激振器；
v 检波器：采用三分量检波器，其谐振频率一般为8Hz~27Hz,检波器必须置于密封防水的无磁性圆筒内；
v 放大器：采用低噪声多通道放大器，噪声水平应低于2μV,相位一致性偏差应小于0.1ms,并配有可调的增益装置，电压增益应大于80dB,不应采用信号滤波装置；
v 记录器：可采用各种型号的示波记录器或多通道工程地震仪，记录最大允许误差应为1ms～2ms;
v 测斜仪：应能测量0°~360°的方位角及0°~30°的倾角，倾角测量允许差值应为0.1°;
v 零时触发器：采用压电晶体触发器或机械触发装置，其升压时间延迟应不大于0.1ms;
v 套管：内径为76mm～85mm,壁厚为6mm～7mm的硬聚氯乙烯塑料管。
3操作步骤
3.1跨孔波速法试验应按下列步骤进行：
1试验孔布置(图3.1)应符合下列规定：
(a)下套管(b)不下套管
图3.1试验布置图
1一三脚架；2一绞车；3—震源孔；4—套管；5—井下剪切波锤；6一接收孔1;7--接收孔2;8一井下检波器；9-信号增强地震仪；10—锤子；11—检波器；12—钻杆；13—取土器；14—测震放大器；15—振子示波器
1)振源孔和测试孔应布置在一条直线上，试验孔应尽量布置在地表高程相差不大的地段，若地表起伏较大，必须准确测量孔口高程；
2)一组试验布置3孔，试验孔的间距，在土层中宜取2m~5m,在岩层中宜取8m～15m,测点垂直间距宜取1m~2m,近地表测点宜布置在2/5孔距的深处，振源和检波器应置于同一地层的相同标高处，并绘制钻孔柱状图。在保证直达波首先到达检波器的前提下，孔距可根据地层厚度、测试要求适当调整。
2先将一组试验孔一次全部钻好，接着在孔内安置好塑料套管，并在孔壁与套管的间隙内灌浆或用砂充填。
3灌浆前按照1:1:6.25的比例将水泥、膨润土和水搅拌成混合物。然后采用移动式循环高压泥浆泵，通过放到孔底的灌浆管，从孔底向上灌浆，直到灌满孔壁与套管的间隙，并测定孔口溢流出的泥浆浓度(或密度)与预先搅拌的泥浆浓度(或密度)相等为止。
4待灌浆或填砂后3d～6d,方可进行测试。
5为准确地算出各测点的直达波传播距离，当测试孔深度大于15m时，应进行激振孔和测试孔倾斜度和倾斜方位的量测，测点间距宜取1m。
6将井下剪切波锤利用气囊，或用弹簧、机械扩展装置等方法固定。然后拉动上、下质量块，上、下冲击固定锤体，使土层水平向产生S波，用放入孔内贴壁式三分量检波器由上往下逐点测量。从孔口往下2/5孔距处为第1个测点，然后以1m～2m的间距连续测量。每个地层一般要有2个～5个测点，每个测点需测量2次～4次。每次测试时，振源中心和检波器中心须在同一高程上。
7当用几台钻机分段钻进时，待钻至预定测试深度后，提出钻机，将振源装置和检波器分别放入各钻孔底，进行测试。采用此方法时，为确保振源装置和检波器顺利放到所测深度处，孔底残余扰动土应小于10cm厚，否则应重新清除孔底浮土。
3.2单孔波速法试验应按下列步骤进行：
1在所选定的试验点沿垂直向进行钻孔，并绘制钻孔柱状图，将三分量检波器固定在孔内预定深度出，并紧贴孔壁；
2可采用地面激振动或孔内激振，进行孔内激振时，在距孔口1.0m～3.0m处放一长度为2m～3m的混凝土板或木板，木板上应放置约500kg的重物，用锤沿板纵轴从两个相反方向水平敲击板端，使地层产生水平剪切波；
3将检波器用气囊，或用弹簧、机械扩展装置等方法固定在孔内不同深度接受剪切波；
4应结合土层布置测点，测点垂直间距宜取1m～3m,层位变化处加密，测试应自下而上进行，每个试验点，试验次数不应小于3次。
3.3稳态振动面波法试验应按下列步骤进行：
1选择试验场地，并进行整平；
2可采用瞬态法或稳定法，宜采用低频检波器，间距可根据场地条件通过试验确定，以振源作为测线零点，在振源一边布置2个或3个检波器(图3.3);
图3.3面波法(稳定振动)布置图
3选择适合的激振频率，开启激振器，由拾振器接受瑞利波；
4当两检波器接收到的振动波有相位差时，表明两检波器的间距Δl不等于瑞利波波长LR,因此，移动其中任一检波器，使两检波器记录的波形同相位(2π),然后在同一频率下，移动检波器至2个波长或3个波长处，l=LR,2L,3L……进行测试。试验应重复多次，一般5组即可。
4计算、制图和记录
4.1波形识别按下列规定进行：
1在各测点的原始波形记录上识别出压缩波(P波)序列和剪切波(S波)序列，第1个起跳点即为压缩波的初至。然后，根据下列特征识别出第1个剪切波的到达点；
2波幅突然增至压缩波幅2倍以上，如图4.1(a)所示；
3周期比压缩波周期至少增加2倍以上，如图4.1(b)所示；
4若采用井下剪切波锤作振源，一般压缩波的初至极性不发生变化，而第一个剪切波到达点的极性产生180°的改变，所以，极性波的交点即为第一个剪切波的到达点[图4.1(c)]。
图4.1 P波、S波的识别
4.2应正确计算激振点与检波点之间的距离，对跨孔法，如孔有偏斜，应对孔距进行校准。
4.3压缩波、剪切波和瑞利波的传播速度应按下列公式计算，其最大允许误差应为±5%:
υp=LP/tP
υS=LS/tS
υR=LR/tR=LR/2π/ω=LRƒ
式中：υp、υS、υR——压缩波、剪切波和瑞利波的波速(m/s);
LP、LS、LR——压缩波、剪切波和瑞利波的传播距离(激振点与检波点的距离)(m);
tP、tS、tR——各波从激振点传至检波点所需的时间(s);
ω-—简谱波的圆频率(rad/s);
ƒ——激振频率(s-1)。
4.4动剪切模量、动弹性模量和泊松比应按下列公式计算：
Gd=ρυS²
Ed=ρυ2 S（3υ2 P-4υ2 S）/(υ2 P-υ2 S)
或Ed=2ρυ2 S（1+μd）
Ed=ρυ2 P(1+μd)(1-2μd)/(1-μd)
μd=[(υp/υS)²-2]/[2(υp/υS)²-2]
式中：Gd——地层的动剪切模量(kPa);
υS——地层的剪切波波速(m/s);
υp——地层的压缩波波速(m/s);
E——地层的动弹性模量(kPa);
μ——地层的动泊松比。
4.5根据整理和计算的数据，以深度为纵坐标，压缩波波速、剪切波速、动剪切模量、动弹性模量为横坐标，绘出vp、vs、Ga、E值与深度变化的关系曲线。
4.6波速试验的记录格式应符合本标准附录D表D.84、表D.85的规定。
在我单位整理过程中有可能会出现部分错误，仅供参考，建议购买正版试验标准。
