导　　师： 刘江平

学科专业： H1802

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 中国地质大学武汉

摘　　要： 本论文先对浅层地震映像方法和相邻道瞬态瑞雷波法的基本原理、采集方法和数据处理技术做了简要的介绍和分析.再对BIOT固结方程进行了简单推导,并采用殷宗泽(1978)等人提出的虚位移原理推导平面问题下BIOT固结方程的有限元形式.根据速度、密度和弹性参数体积模量、弹性模量和泊松比等之间的关系,将速度和密度引入劲度矩阵中的弹性矩阵部分,利用线弹性模型求解BIOT固结方程.根据以上所研究思路和方法,本论文设计了三个理论模型:均匀介质模型、纵向非均匀介质模型和横向非均匀介质模型.通过对三个模型计算结果的对比与分析,可以得出以下结论:1、用土的密度、纵、横波速度来取代土的弹性参数在理论上是可行的,计算结果表明纵、横波速度变化与沉降量变化之间存在一定的关系.2、在用土的速度、密度等参数计算路基沉降量时,速度的变化可以通过最终沉降量的数值变化体现出来.3、由理论模型计算结果分析可知,速度减小时,沉降量值增大;速度增大时,沉降量值减小.4、利用各个时段上的Y方向上的位移增量等值线图,可以清晰地看出受荷区域结点速度在纵向和横向上变化所引起的位移增量变化情况.当速度在纵向由大变小时,位移增量由小变大,反之则反之.速度存在横向变化时,Y向位移增量只有在受荷一定时间才能体现出来.5、沉降量随着深度的增加而减小.速度变化位置越浅,沉降受影响越大,反之,速度变化点越深,沉降受影响越小.在理论模型计算的基础上,根据河南驻马店至信阳高速公路K52+200-K52+300段原状路基的浅层地震映像数据和瞬态瑞雷波法原始数据和该段的钻孔资料所反演出来的速度、密度参数,利用上述方法进行了路基沉降量预测的试算.试算结果不仅体现了理论计算结果所体现出来的特性,还表现出以下两个方面的特性:1、速度均值变化剧烈可在最终沉降等值线上体现出来,并且在加荷初期,沉降增量受速度变化影响较大,而在受荷一定时间以后,这种影响将逐渐减小.2、速度在横向差异也将影响X方向的位移.综上所述,利用地震方法技术采集得来的数据反演出的速度、密度参数来预测路基沉降量的方法在理论上和工程应用上是可行的.该方法利用了浅层地震勘探方法本身所具有的快捷、参数连续等优点从而达到了经济快速预测路基沉降的目的.这为路基沉降的预测提供了一种新的方法和思路.

关 键 词： 路基沉降 预测 地震方法 固结方程

分 类 号： [U416 P631.4]

领　　域： [交通运输工程] [天文地球] [天文地球]