瑞雷面波勘探的资料解释与应用
瑞雷波速度资料中包含着地下介质的结构与特性信息，其在工程中的应用分为两方面：对岩土体地质特性的研究和对工程与环境的检测与监测。
（一）瑞雷面波的速度跃变与介质分层
在频点很密的瑞雷面波勘探中，尽管速度曲线与层速度不同，但速度曲线突变处的深度往往对应于介质的界面深度。理论研究和实践均表明，曲线上“之”字形（锯齿状）异常反映了地下弹性介质的分界面。如图8-37所示为三条实测的瑞雷面波速度曲线与地下分界面的关系，可以看出，曲线突变处的深度与地层分界面是吻合的，其解释结果得到了钻孔的验证。
图8-37 瑞雷面波速度曲线与介质分层的对应关系
在两层覆盖层的介质模型中，当层厚改变时面波频散曲线的计算结果给出了速度跃变与界面对应关系的解释。
（二）强夯地基的评价
强夯地基的评价工作对工程后期施工至关重要。研究区地处重庆市九龙坡区西部，四面高山环抱，境内丘陵起伏，地貌以丘陵兼低山为主。场地覆盖层为第四系全新统人工素填土和粉质黏土，基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、砂岩。图8-38给出了二期1号场地的南向北面波测深映像图，面波反演地层深度在22m左右。其中面波速度范围与西东向测试结果相近，波速在180～600m/s范围内。等波速曲线图总体呈水平层状展布。表层低速区剪切波速值在100～280m/s范围内，埋深为4～8m；中间层波速在380m/s左右，埋深为4～12m，局部地段较厚；底部高速区波速大于450m/s。
图8-38 强夯地基的面波测深映像图
图8-39 岩体的面波测深映像图及推断地质剖面图
为查明盾构段岩体松散以及断裂展布情况，在南京市石头城公园—虎踞关路为盾构段工程开展了面波勘探。场地内的地层岩性主要包括第四系全新统—上更新统冲积成因的粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土夹粉砂、粉砂夹粉质黏土、粉砂、中粗砂，人工堆积成因的素填土、杂填土，以及白垩系上白垩统的泥质砂岩、砂岩、角砾岩等。图8-39（a）给出清凉山段测点qls42～qls63的面波测深映像图，图8-39（b）为该段的推断地质剖面图。反演地层厚度在60m左右。该段剖面剪切波速变化范围为130～1900m/s。第四系覆盖层厚度较为均匀，剪切波速值低于220m/s，厚度为3～5m。需要注意的是，在测点qls48～qls49和qls57～qls59的位置，有两个明显的低速带异常区域，该低速带亦呈V字形，在勘探深度范围内波速低于500m/s。
图8-40 软土地基加固的检测
（三）软土地基加固效果的评价
软土、淤泥等软弱地基需要进行加固处理，夯实、挤密、土石置换、复合地基或桩基建造等加固处理后必然导致地基的物理力学性质的变化，波速值改变。因此，在加固前、后的地基上进行面波探测，对比测量结果，可对加固效果作出评价。图8-40为强夯挤密加固前、后在某住宅建筑地基上瑞雷面波勘探的速度-深度资料对比结果。可以发现，在深度6m以上的范围内（加固段），强夯后的波速值增加了近一倍。具体计算结果为，深度为3.7m以上的第一层杂填土中，波速由175m/s增至318m/s；深度为5.9m以上的第二层杂填土中，波速由166m/s增至346m/s。这说明，强夯加固效果非常明显。