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培训教材

管 波 探 测 法

广东省地质物探工程勘察院

饶其荣 李学文

电邮: AV8740@126.com、Lxw8888@163.com

目 录

1.基本原理....................................................................................................................................... 1

1.1 方法概述 ............................................................................................................................ 1 1.2 理论基础 ............................................................................................................................ 1

1.2.1 管波 ......................................................................................................................... 1 1.2.2 管波的波散现象 ..................................................................................................... 2 1.2.3 管波的质点运动规律与能量分布 ......................................................................... 3 1.2.4 管波传播过程的能量衰减和频率变化 ................................................................. 3 1.2.5 管波的反射 ............................................................................................................. 4 1.2.6 管波的激发（产生） ............................................................................................. 4 1.2.7 管波探测法的探测范围、分辨能力及探测精度 ................................................. 4 1.3 应用前提 ............................................................................................................................ 5 2.管波探测方法与技术 ................................................................................................................... 5

2.1 工作装置 ............................................................................................................................ 5 2.2 仪器设备 ............................................................................................................................ 5 2.3 野外工作方法 .................................................................................................................... 6 2.4 数据的处理与解释方法 .................................................................................................... 6

2.4.1 数据的处理 ............................................................................................................. 6 2.4.2 数据的解释 ............................................................................................................. 7 2.4 影响因素 .......................................................................................................................... 10 3.应用与效果 ................................................................................................................................. 11

3.1 应用范围 .......................................................................................................................... 11 3.2 工程实例 .......................................................................................................................... 13 4.结束语......................................................................................................................................... 17 5.参考文献..................................................................................................................................... 18

1.基本原理

1.1 方法概述

管波探测法是在钻孔中利用“管波”这种特殊的弹性波，探测孔旁一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体的具有自主知识产权的最新孔中物探方法，是“中国创造”的物探方法。

管波探测法主要应用于灰岩地区嵌岩桩基础的探测，一般是在桩位超前钻探或详细勘探阶段进行。它利用桩位中心的一个钻孔，通过在孔液中产生管波，接收并记录其经过孔液和孔旁岩土体传播的振动波形，来探测孔旁一定范围内的岩溶、软弱夹层及裂隙带的发育分布情况，可快速查明基桩直径范围内的地质情况、评价基桩持力层的完整性，指导基桩设计和施工。其有效探测半径可达2.0m。管波探测法具有可靠性高、异常明显、分辨能力强、精度高、工期短、易于解释、仪器设备投资少、探测费用低等优点。

管波探测法由饶其荣、李学文在长期从事岩溶勘察的工作实践中发明，于2006年获得国家发明专利（专利号：ZL200310112325.0），2007年被广东省建设厅列入“广东省建设行业科技成果推广项目”。

2004年，广东省地质勘查局地质科学研究基金资助了“管波探测法应用研究”项目，开展了管波探测的理论、管波对不良地质体的探测有效性、有效探测半径和技术方法的研究。2006年4月7日，该项目通过了由广东省地质勘查局组织，有中国地质调查局、北京市水电物探研究所、中山大学、广东省水利水电科学研究院、广东省地质勘查局参加的评审专家组评审验收。并获得了2006年度广东省地质勘查局地质科技成果一等奖和2006年度广东省科技成果二等奖。

1.2 理论基础

1.2.1 管波

根据弹性波理论，根据波动传播空间的不同，将弹性波分为体波和界面波两类。体波包括横波（剪切波）、纵波（压缩波）等，在无限或半空间中传播。界

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