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[摘 要]在当前的工程质量检测工作中，瞬态瑞雷面波法属于一种全新的勘测方式，由于其具有对勘测场地无过高要求、速度快、操作简单等特征，故可一次性获取价值参数信息，且在现阶段的工程质量检测和工程地质勘查中应用十分广泛。基于此，文章对瞬态瑞雷面波法在公路工程质量检测中的应用进行了分析与研究。
[关键词]瞬态瑞雷面波法；公路工程；质量检测
中图分类号：TU423 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0347-01
前言：近年来，随着我国社会经济的不断增长，也为公路交通事业提供了广阔的发展空间，很多公路工程都横跨数百千米，且穿越了不同的地质结构和地层、地貌，如此也对工程质量检测工作提出更高要求。将瞬态瑞雷面波法应用其中，不仅操作简便，且可節约成本，精准度高，故对其应用进行研究具有十分关键的现实意义。
1 当前的公路检测发展现状
在完成公路工程施工后，常需对其进行质量评价与检测，具体内容包括挡土墙防护、土石方工程、路面工程、排水工程、隧道工程、安全设施等等。其中，路基压实度是一个较为关键的评定指标，路面的强度和厚度是评定路面工程的重要参数。目前，最常见的工程质量检测方式为破损检验；压实度检测常用环刀法和灌砂法；路面强度检测常见弯沉测定法、钻芯法等等。实践过程中，受到测试规程、施工质量、人为、环境等因素的限制和影响，经常会出现很多缺陷问题，具体表述如下：第一，路面钻芯过程中，极易对路面结构造成破损；第二，随机抽样不具代表性，鉴于检测样本数量有限，故很难对实体和样本差异进行明确区分，进而也无法对路面真实的质量状况加以反映。另外，上述方式在实践中，均存在着结果显示慢、操作复杂等问题，故也将对检测结果的精准性造成影响[1]。
2 瞬态瑞雷面波法应用原理及特征
2.1 原理分析
按照击振震源的不同，通常可将瑞雷面波法分为瞬态和稳态两种。其中，瞬态瑞雷面波法在实践应用中，需事先得知面波的频散曲线，瑞雷面波的频率不同也会产生不同的波长，其平均速度可直观的反映差异化深度下的介质特性。通过对频散曲线进行分析，借助渐进法和拐点法，可对介质分层界面加以确定，之后使用等效半空间法可对各层面波波速加以计算，并可建立路基路面分层介质物理力学与瑞雷波速之间的关系公式，以此实现公路工程质量的无损化精准测量。
2.2 特征分析
面波测试是近年来产生于国外的一种全新浅层地震勘察技术，其主要借助面波的频散特征实现地下介质的精准探测。通过瞬态瑞雷面波频谱分析法，可对各工程结构分层的强度、刚度等进行精准分析。在病害体诊断以及地基承载力评价中，无需进行钻孔取样，而是要在路基表面施加瞬时冲击，从而可产生一种具备频率成分、并可在特定深度向周边蔓延的瑞雷面波，使用不同的锤头或对力量进行调整，可获取相应的面波信号。通过相干分析和互谱分析，可对不同深度介质的力学参数进行获取，实现工程质量的有效检测。相比于传统的技术方式，该技术的应用效率更高、检测速度更快，目前的市场应用前景无限，具有着无限的工程应用价值和理论价值。
3 瞬态瑞雷面波法在公路工程中的实践应用
3.1 工程概述
工程1：测验公路工程压实度。该公路工程建设规划路幅宽度为38m，全长4km。技术指标：一级次干道；路面标准轴载BZZ-100；车速设计40km/h；路基以粘性土为主。
工程2：测验公路工程路面强度。通过瞬态瑞雷面波法来进行，检测路段位于K89+800-K109+200[2]。
工程3：测验公路工程结构。该路段位于我国广西南宁。公路面层厚度为25～30cm，结合不同的水泥含量，可分为17cm的下基层和20cm的上基层。
3.2 检测原理
上述公式中，P表示的是试验的最大干密度；VR表示路基压实后的实际波速值；a、b表示试验系数。通过对相应的数量比例进行研究，可对公式中的试验系数加以确定，借助实验室开展路基取土重型击实试验，可获取路基压实度。
工程2中，介质物理力学与瑞雷面波波速间具有着密切关系，后者在介质中具有频散特征，故借助相应的强度关系和波速值，可得出各层实际强度。从弹性波理论角度分析，介质力学性能可借助介质密度、横波速度、纵波速度等进行表示，并可通过三者的关系提出介质力学性质的等价性。通过频散曲线反演，可得知路面各层的瞬态瑞雷波速，通过波速剪切或路面强度与纵波速间的关系，可求得路面强度，同时还可实现路面结构质量的有效评价。
工程3中，借助瞬态瑞雷面波法对路面结构分层，主要是以频散特性为核心。在各向均匀的弹性介质表面，瑞雷面波作为固定波速实现传播，且不会受到频率的影响，呈现一条直线于频散曲线图中。在多层介质中，瞬态瑞雷面波在传播的过程中，由于各层特性不同，故其会产生频散现象，波速也会随着频率的变化而变化。正是因为这种频散特性的存在，使得瞬态瑞雷面波在介质过渡时常产生突变点，对该点加以分析，便可获得路面的结构分层状况[3]。
2.3 技术研究与探讨
第一， 瞬态瑞雷面波法在具体应用的过程中，具有良好的直观性效果，当场便可得知结果，故更加适合应用于现场检测工作中，且完成检测后还对数据进行全面分析。第二，填土路段不同，故需分别建立路基土干密度与瑞雷面波波速的回归公式。第三，调查表明，骨料、施工工艺、水灰比、养护条件等的不同，也会使混凝土性能产生一定改变，进而也导致了强度与波速回归曲线的变化。因此，路基土干密度与瑞雷面波波速的回归公式，需在完成现场施工校核后方可应用。第四，公路地基模型存一定特殊性，故在检测路面厚度和强度时，要求检测频率在3000～5000Hz之间。第五，部结构层分界面标志可选用“Z”型突变或频散曲线拐点，结构层厚度推断技术简单可行，但精准度仍有待于提升，在分辨精度方面目前也无法达到毫米级。研究显示，可结合渐变曲线拐点或“Z”型变化点，对结构层分界面加以确定。但鉴于各分层性质无太大差别，由此也会导致曲线特征不明显的问题，进而同样还会增加识别工作的困难。第六，瞬态瑞雷面波法的应用具有较高的检测效率，故可有效提升同一路段的点检密度，为工程质量提供保障。
结束语：
综上所述，目前，我国对于瞬态瑞雷面波法的应用理论研究并不多，但鉴于其低成本、操作简便等优势，故在当前的工程施工质量检测和工程地质勘查工作中应用十分广泛，其可有效弥补传统技术的缺陷和不足。未来研究重点应放在数据处理和监测系统配置方面，从而最大限度的提升该技术的应用效率。
参考文献
[1] 郑立宁，谢强，冯治国.瞬态瑞雷面波法岩溶路基注浆质量检测现场试验研究[N].岩土工程学报，2014，3312：1934-1937.
[2] 潘瑞林.瞬态瑞雷面波法在南昆铁路八渡滑坡勘探中的应用[N].铁道工程学报，2013，03：54-56+59.
[3] 刘宝君，张惠龙.瞬态瑞雷面波法在基础勘探中的应用——以库车国贸购物中心为例[N].塔里木大学学报，2014，04：76-80.
[关键词]瞬态瑞雷面波法；公路工程；质量检测
中图分类号：TU423 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0347-01
前言：近年来，随着我国社会经济的不断增长，也为公路交通事业提供了广阔的发展空间，很多公路工程都横跨数百千米，且穿越了不同的地质结构和地层、地貌，如此也对工程质量检测工作提出更高要求。将瞬态瑞雷面波法应用其中，不仅操作简便，且可節约成本，精准度高，故对其应用进行研究具有十分关键的现实意义。
1 当前的公路检测发展现状
在完成公路工程施工后，常需对其进行质量评价与检测，具体内容包括挡土墙防护、土石方工程、路面工程、排水工程、隧道工程、安全设施等等。其中，路基压实度是一个较为关键的评定指标，路面的强度和厚度是评定路面工程的重要参数。目前，最常见的工程质量检测方式为破损检验；压实度检测常用环刀法和灌砂法；路面强度检测常见弯沉测定法、钻芯法等等。实践过程中，受到测试规程、施工质量、人为、环境等因素的限制和影响，经常会出现很多缺陷问题，具体表述如下：第一，路面钻芯过程中，极易对路面结构造成破损；第二，随机抽样不具代表性，鉴于检测样本数量有限，故很难对实体和样本差异进行明确区分，进而也无法对路面真实的质量状况加以反映。另外，上述方式在实践中，均存在着结果显示慢、操作复杂等问题，故也将对检测结果的精准性造成影响[1]。
2 瞬态瑞雷面波法应用原理及特征
2.1 原理分析
按照击振震源的不同，通常可将瑞雷面波法分为瞬态和稳态两种。其中，瞬态瑞雷面波法在实践应用中，需事先得知面波的频散曲线，瑞雷面波的频率不同也会产生不同的波长，其平均速度可直观的反映差异化深度下的介质特性。通过对频散曲线进行分析，借助渐进法和拐点法，可对介质分层界面加以确定，之后使用等效半空间法可对各层面波波速加以计算，并可建立路基路面分层介质物理力学与瑞雷波速之间的关系公式，以此实现公路工程质量的无损化精准测量。
2.2 特征分析
面波测试是近年来产生于国外的一种全新浅层地震勘察技术，其主要借助面波的频散特征实现地下介质的精准探测。通过瞬态瑞雷面波频谱分析法，可对各工程结构分层的强度、刚度等进行精准分析。在病害体诊断以及地基承载力评价中，无需进行钻孔取样，而是要在路基表面施加瞬时冲击，从而可产生一种具备频率成分、并可在特定深度向周边蔓延的瑞雷面波，使用不同的锤头或对力量进行调整，可获取相应的面波信号。通过相干分析和互谱分析，可对不同深度介质的力学参数进行获取，实现工程质量的有效检测。相比于传统的技术方式，该技术的应用效率更高、检测速度更快，目前的市场应用前景无限，具有着无限的工程应用价值和理论价值。
3 瞬态瑞雷面波法在公路工程中的实践应用
3.1 工程概述
工程1：测验公路工程压实度。该公路工程建设规划路幅宽度为38m，全长4km。技术指标：一级次干道；路面标准轴载BZZ-100；车速设计40km/h；路基以粘性土为主。
工程2：测验公路工程路面强度。通过瞬态瑞雷面波法来进行，检测路段位于K89+800-K109+200[2]。
工程3：测验公路工程结构。该路段位于我国广西南宁。公路面层厚度为25～30cm，结合不同的水泥含量，可分为17cm的下基层和20cm的上基层。
3.2 检测原理
上述公式中，P表示的是试验的最大干密度；VR表示路基压实后的实际波速值；a、b表示试验系数。通过对相应的数量比例进行研究，可对公式中的试验系数加以确定，借助实验室开展路基取土重型击实试验，可获取路基压实度。
工程2中，介质物理力学与瑞雷面波波速间具有着密切关系，后者在介质中具有频散特征，故借助相应的强度关系和波速值，可得出各层实际强度。从弹性波理论角度分析，介质力学性能可借助介质密度、横波速度、纵波速度等进行表示，并可通过三者的关系提出介质力学性质的等价性。通过频散曲线反演，可得知路面各层的瞬态瑞雷波速，通过波速剪切或路面强度与纵波速间的关系，可求得路面强度，同时还可实现路面结构质量的有效评价。
工程3中，借助瞬态瑞雷面波法对路面结构分层，主要是以频散特性为核心。在各向均匀的弹性介质表面，瑞雷面波作为固定波速实现传播，且不会受到频率的影响，呈现一条直线于频散曲线图中。在多层介质中，瞬态瑞雷面波在传播的过程中，由于各层特性不同，故其会产生频散现象，波速也会随着频率的变化而变化。正是因为这种频散特性的存在，使得瞬态瑞雷面波在介质过渡时常产生突变点，对该点加以分析，便可获得路面的结构分层状况[3]。
2.3 技术研究与探讨
第一， 瞬态瑞雷面波法在具体应用的过程中，具有良好的直观性效果，当场便可得知结果，故更加适合应用于现场检测工作中，且完成检测后还对数据进行全面分析。第二，填土路段不同，故需分别建立路基土干密度与瑞雷面波波速的回归公式。第三，调查表明，骨料、施工工艺、水灰比、养护条件等的不同，也会使混凝土性能产生一定改变，进而也导致了强度与波速回归曲线的变化。因此，路基土干密度与瑞雷面波波速的回归公式，需在完成现场施工校核后方可应用。第四，公路地基模型存一定特殊性，故在检测路面厚度和强度时，要求检测频率在3000～5000Hz之间。第五，部结构层分界面标志可选用“Z”型突变或频散曲线拐点，结构层厚度推断技术简单可行，但精准度仍有待于提升，在分辨精度方面目前也无法达到毫米级。研究显示，可结合渐变曲线拐点或“Z”型变化点，对结构层分界面加以确定。但鉴于各分层性质无太大差别，由此也会导致曲线特征不明显的问题，进而同样还会增加识别工作的困难。第六，瞬态瑞雷面波法的应用具有较高的检测效率，故可有效提升同一路段的点检密度，为工程质量提供保障。
结束语：
综上所述，目前，我国对于瞬态瑞雷面波法的应用理论研究并不多，但鉴于其低成本、操作简便等优势，故在当前的工程施工质量检测和工程地质勘查工作中应用十分广泛，其可有效弥补传统技术的缺陷和不足。未来研究重点应放在数据处理和监测系统配置方面，从而最大限度的提升该技术的应用效率。
参考文献
[1] 郑立宁，谢强，冯治国.瞬态瑞雷面波法岩溶路基注浆质量检测现场试验研究[N].岩土工程学报，2014，3312：1934-1937.
[2] 潘瑞林.瞬态瑞雷面波法在南昆铁路八渡滑坡勘探中的应用[N].铁道工程学报，2013，03：54-56+59.
[3] 刘宝君，张惠龙.瞬态瑞雷面波法在基础勘探中的应用——以库车国贸购物中心为例[N].塔里木大学学报，2014，04：76-80.