超声波波速的测量

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1、得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：声速的测量学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验地点B109实验时间：年月日星期实验报告提交时间：10一、实验目的二、实验原理：总括:压电陶瓷换能器：位相法：三、实验仪器：10四、实验内容和步骤：.用位相法比较法测量声速：1．声波测试的定义波速测试(WaveVelocityTest)是利用波速确定地基土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法；根据弹性波在岩土体内的传播速度，间接测定岩土体在小应变条件下(10-4～10-6)的动弹性模量等参数

2、。波在地基土中的传播速度是地基土在动力荷载作用下所表现出的工程性状之一，也是建(构)筑物抗震设计的主要参数之一。2．几组概念的区分1）体波：在弹性体内部传播的波；面波：在弹性体表面或不同介质交界面上传播的波；2）瑞利波：波的质点在包含波传播方向的铅垂平面内振动，质点的振动轨迹为逆时针方向转动的椭圆，且振幅随深度呈指数函数衰减，传播速度略小于横波。勒夫波：质点在水平面内振动，质点运动轨迹与波传播方向垂直。在天然地震中，瑞利波是危害性最大的一种地震波，在人工地震勘探中，瑞利波被视为一种干扰波。所以，在地震减灾和常规地震勘探中，

3、都设法减小它的危害和影响。3）压缩波：当波传播时，如果质点振动方向与波的传播方向一致，称为压缩波；剪切波：当波传播时，如果质点振动方向与波的传播方向相互垂直，称为剪切波；二、声波测试的适用性及分类由于地下水的存在对剪切波波速不产生明显的影响（压缩波影响很大）。所以，通常是测剪切波波速确定土的动力特性。波速测试可以采用单孔法、跨孔法和面波法。三、声波测试的目的地基土的波速测试可以应用于以下目的：（1）划分场地类型，计算场地的基本周期；（2）提供地震反应分析所需的地基土动力参数(10动剪切模量、阻尼比、动剪切刚度等)；（3）提

4、供动力机器基础设计所需的地基土动力参数(抗压、抗剪、抗扭刚度及刚度系数、阻尼等)；（4）判断地基土液化的可能性；（5）评价地基土的类别和检验地基加固效果。单孔法可分为单孔孔下法和单孔孔上法，如图9—1所示。单孔孔下法是在孔口地面设置振源，在唯一的一个钻孔中，在需要探测的深度处放置拾振器，主要检测水平的剪切波(SH波)和压缩波(P波)的波速。单孔孔上法则是将振源放置在孔内一定深度处，将拾振器放置在地面。最近在静力触探试验中，有人利用安装在触探探头内的拾振器观测由地面锤击引起的剪切波的速度。同时得到锥头阻力、摩擦比和剪切波速度

5、等资料。这种试验称为振动触探试验(SeismicConePenetrationTest，简称SCPT)，装置如图9－2所示。1010五、数据记录：1参数的测量压电陶瓷谐振频率f0=_________+-________kHz;室温t=_________+-____________C2位相法数据记录(1)记录半波长数据李萨如图形///接受头位置L1L2L3L4L5L6卡尺读数(mm)李萨如图形///接受头位置L7L8L9L10L11L12卡尺读数(mm)(2)用逐差法处理数据接受头S1位置L12L11L10L9L

6、8L7接受头S2位置L6L5L4L3L2L13λ=l(n+6)-l(n)(厘米)λ(厘米)λ(平均)Δλ=λi-λ(平均)10六、数据处理：七、实验结论与讨论：10八：问答题1分析压电陶瓷换能器的工作原理2实验中如何测量压电陶瓷的共振频率3可闻声波与超声波有什么区别?本实验的方法是用来测量超声波波长的,可以用来测量可闻声波的波长吗?为什么?指导教师批阅意见：101试验目的1.1测定地层剪切波速和压缩波波速，划分建筑场地类型；1.2计算岩土动力学参数，如地基的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比；1.3在岩土工程勘察中，配合其它

7、方法综合评价场地土的工程力学性质。2适用范围本方法适用钻孔孔径在80～140mm、孔深在0～120m范围内的岩土地层波速测试。3、依据的标准《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）。4仪器设备4.1主要仪器一览表：表4.1               主要仪器一览表设备名称型号主要技术指标三分量检波器JBT-Ⅱ测量方向：x、y、z三分向；通频带：28～200Hz   相对相位差：≤3°；灵敏度：28（或60）V.s/m动测仪RS-1616K通道数:5道(4道接收1道外触发)；前放（高增益通道）:128倍瞬时浮点

8、放大:100倍；AD转换位数:16bit采样间隔:10μs～32767μs；采样长度:1024点通道频带宽度:0～3500Hz；触发方式:稳态触发、通道触发、外触发地震仪DZQ24计算机及配置：军品级PC104控制计算机；P3（933MHz）处理器；128MB内存；40GB硬盘；通道数：总通道数为24道