25 / 2024-06-05 16:40:18

瑞雷面波法地铁覆盖层空洞的数值模拟研究

空洞；瑞雷面波法；数值模拟；波场快照；频散

地铁覆盖层中的空洞是威胁地铁安全施工的重要因素，如果不能准确探测，将造成路面塌陷等安全事故。为了能准确探测地下空洞，防止上述事故的发生，本文采用瑞雷面波法对地铁覆盖层中的空洞进行数值模拟研究，建立起不同尺寸的地下空洞模型，利用波场快照、速度频散及椭圆极化频散研究瑞雷面波的波场传播特性和频散特征，最终实现空洞位置的准确探测。研究表明：对于埋深10米的空洞，当空洞边长大于1米时空洞散射波能被识别，且空洞尺寸越大，散射波的波场特征越明显；速度频散中空洞位置和速度异常位置重合，速度剖面图中低速异常区即空洞的真实位置；而椭圆极化频散中空洞位置与低椭圆极化率位置不重合，真实空洞位置向靠近震源偏移，位于高椭圆极化率区域的起始位置，椭圆极化频散在空洞异常检测中的灵敏度高于速度频散；基于对面波传播规律进行研究，能利用面波散射方程确定空洞的水平位置和埋深。