基于超聲波頻譜分析粉質(zhì)粘土波速異常現(xiàn)象

1、基于超聲波頻譜分析粉質(zhì)粘土波速異?，F(xiàn)象【摘要】本文針對選取南京某工程中的粉質(zhì)粘土作為試驗土樣，分別研究了原狀土樣和擾動土樣兩類不同的粉質(zhì)粘土試樣在在分級側(cè)限壓縮試驗之下的波速異常的行為，結(jié)合傅立葉變換（FFT），將時域波幅轉(zhuǎn)化成為頻域上的波幅，并根據(jù)波速跟頻率的關(guān)系，結(jié)合胡瑞林的土體壓縮變形理論，解釋了兩類粉質(zhì)粘土試樣中波速的異常行為，這為解析粉質(zhì)粘土中波速的異常行為提供了理論基礎(chǔ)和實例參考?！娟P(guān)鍵詞】粉質(zhì)粘土；超聲波檢測；速度異常；圍

2、壓1.引言掌握頻譜分析方法去分析和解決實際問題十分重要。目前已經(jīng)有大量專家學(xué)者對接收信號進(jìn)行時域分析，并從聲時、首波波幅、波形的角度將超聲檢測技術(shù)應(yīng)用到實際中，然而對接收信號的頻譜信息研究很少，對頻譜成分也沒有給出定量的解釋。閆曉敏[1]嘗試通過超聲波頻譜分析來研究軟物質(zhì)凝膠材料中有效濃度的變化；王金枝[2]則是試驗的基礎(chǔ)上，利用混凝土的超聲波檢測方法，對工程中在役構(gòu)件性能退化及其對材料長期行為進(jìn)行了研究；朱正[3]則是通過數(shù)值模擬的方

3、式對工程實測時域信號頻譜分析進(jìn)行分析，并提出實際超聲波檢測的建議。王崢輝[4，5]等探討了粘土含水量和壓縮系數(shù)隨波速的變化情況，給出了關(guān)于波速擬合曲線的解析式。本文以超聲波頻譜分析為手段，并從南京市某快速化改造工程第一者的聲時―波幅數(shù)據(jù)，進(jìn)行傅立葉變換（FFT），進(jìn)而得出對應(yīng)的頻譜圖，根據(jù)頻譜圖中的差異分析不同壓力下，頻譜的變化趨勢，進(jìn)而解釋兩種土樣中波速的異?，F(xiàn)象。3.1速度異常用環(huán)刀切制試樣，并剔除若干不合適的試樣，得到兩組合理的擾

4、動土樣和原狀土樣在原狀（0MPa）和各個壓力階段的縱波波速，如下圖所示。圖1.速度異常示意圖由上圖可以發(fā)現(xiàn)，此時原狀土樣隨著圍壓的增大而逐漸減小，而同時，擾動土樣則是相反，隨著壓力的增大，體現(xiàn)出速度提升的特性，因此，這里我們嘗試從頻譜角度來解析這種異常。3.2頻譜分析需要指出的是本文中的接收信號頻譜成分左邊第一峰值點為主頻率。我們所測得的聲時―波幅測定數(shù)據(jù)，經(jīng)過傅立葉變換，可以得到以下的頻譜示意圖，即圖（2）圖（5）。圖2原狀土樣頻譜圖