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XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀
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*章 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀簡(jiǎn)介
一、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀原理
波速測(cè)井是利用放置到鉆孔中的傳感器接收到震源傳來(lái)的S波信號(hào)到達(dá)時(shí)間(初至),來(lái)確定鉆孔所在處地層波速的一種方法。
XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀是一套三通道高分辨率、數(shù)字化的測(cè)井儀器,具有分時(shí)采樣,迭加、濾波、信號(hào)增強(qiáng)、抑制噪聲以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算,顯示實(shí)測(cè)波形和測(cè)試結(jié)果等功能。
該儀器電路原理框圖如圖1所示,其基本組成有以下6個(gè)部分(其中微機(jī)為配套設(shè)備):濾波放大部分;多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān);A/D轉(zhuǎn)換器;邏輯控制器;微機(jī)控制系統(tǒng)及其屏幕顯示部分;內(nèi)部檢測(cè)電路(未列入框圖)。
圖1 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀電路原理框圖
儀器的工作過(guò)程如下:由電源供給脈沖電流,使電磁震源激發(fā)產(chǎn)生沿井壁地層傳播的P、S波,檢波器接收波的振動(dòng)信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后傳輸?shù)絻x器的前置放大和濾波部分,*行可變?cè)鲆娴姆糯笠赃_(dá)到足夠的信噪比,再進(jìn)行各種濾波(高低通、諧波抑制等),并由多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)將兩道并行的已放大的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣保持,變?yōu)橐宦反械碾x散脈沖信號(hào),此脈沖信號(hào)被放大到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器要求的幅度范圍內(nèi),經(jīng)高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行量化(數(shù)字化),轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),這些信號(hào)由微機(jī)統(tǒng)一控制,經(jīng)邏輯控制電路實(shí)現(xiàn)各種功能的選擇與控制,將數(shù)字化后的數(shù)據(jù)按規(guī)定格式存入微機(jī)硬盤內(nèi),同時(shí)原始波形曲線以及分析和處理后的結(jié)果在微機(jī)顯示屏上進(jìn)行顯示,結(jié)果還可由打印機(jī)打印出來(lái)。
圖2 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀信號(hào)傳播示意圖 |
XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀主要由主機(jī)、井中懸掛式探頭及連接電纜等組成。井中懸掛式探頭(圖2),主要由全密封(防水)電磁式激振源、兩個(gè)獨(dú)立的全
XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀用于工程地質(zhì)勘查主要解密封檢波器及高強(qiáng)度連接軟管等組成。當(dāng)震源向井壁作用一沖擊力后,沿井壁地層就有P波和S波傳播,在井孔震源下方懸掛有兩個(gè)檢波器, S波傳播到檢波器位置時(shí),通過(guò)井液耦合檢波器就可以把S波的初至?xí)r間和振動(dòng)波形轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由記錄儀器記錄下來(lái)。由兩道S波的初至?xí)r間差可計(jì)算出兩道間地層的波速值。
二、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀的應(yīng)用決以下地質(zhì)問(wèn)題:
1. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀地層的劃分
一般情況下,不同的地層具有可分辨的波速差異,利用波速的變化,可以得到各地層的厚度及彈性波的傳播速度,傳播速度的大小直接反映了地層的“軟”“硬”程度。因此,可以對(duì)地層進(jìn)行劃分,并確定地基的持力層。
2. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀研究土的工程性質(zhì)
除直接用VS描述土的工程性質(zhì)外,還可利用VS與某些物理力學(xué)參數(shù)的關(guān)系計(jì)算工程上常用的工程性質(zhì)指標(biāo)。
3. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀為抗震設(shè)計(jì)提供參數(shù)
劃分場(chǎng)地土類別,判別地基土液化,研究地基振動(dòng)特性等。
4.XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀 劃分巖石風(fēng)化層
當(dāng)巖石風(fēng)化后,因其組織結(jié)構(gòu)被破壞,礦物成分發(fā)生變化,裂隙發(fā)育,巖體破碎,造成其波速降低。根據(jù)其波速的不同,即可劃分巖石的風(fēng)化程度。
三、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀的特點(diǎn)
1. 將振源和檢波器同時(shí)放入井孔中,擺脫了笨重的地面敲擊震源,實(shí)現(xiàn)了波速測(cè)井設(shè)備的輕便化;
2. 由相距1.0m的兩個(gè)檢波器接收S波的傳播信號(hào),為一發(fā)兩收裝置,避免了震源——儀器系統(tǒng)的延時(shí)引起的波速計(jì)算誤差,提高了波速測(cè)試的精度;
3. 采用互相關(guān)法計(jì)算橫波速度,實(shí)現(xiàn)了波速測(cè)井自動(dòng)化;
4. 不受場(chǎng)地條件限制,受周圍環(huán)境影響較小;
5. 鉆孔較深時(shí),不再需要多次迭加就能得到滿意的結(jié)果;
6. 現(xiàn)場(chǎng)可直接計(jì)算并顯示波速值,提高了的工作效率;
7. 操作界面漢字顯示,儀器操作、資料處理和報(bào)告編寫對(duì)專業(yè)技術(shù)要求不高,一般技術(shù)人員均可掌握。
第二章 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀系統(tǒng)配置及功能
一、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀系統(tǒng)配置
XG-Ⅰ型波速測(cè)井儀是自動(dòng)化程度較高的剪切波波速測(cè)試設(shè)備,主要配置如下:
主機(jī)、井中懸掛式探頭及連接電纜等組成(見圖3)。
圖3 XG-Ⅰ型波速測(cè)井儀系統(tǒng)
二、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀主要技術(shù)指標(biāo)
1. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀主機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)
通道數(shù):1至3道可選;
采樣間隔:0.003ms-10ms可選;
采樣點(diǎn)數(shù):512-16384可選;
各道時(shí)間一致性:≤1個(gè)采樣間隔;
各道振幅一致性:<3%;
頻率范圍:1-1000Hz;
前放增益:18-60dB可選;
A/D轉(zhuǎn)換精度:14位;
輸入阻抗:≤10kΩ;
觸發(fā)方式:脈沖、通斷;
延時(shí):0-8000ms可選。
2. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀主機(jī)整體指標(biāo)
適用環(huán)境:-10℃—40℃;功耗:約3.6W;
電源:內(nèi)置12V+48 V蓄電池,充電器輸入電壓220V±10%;
尺寸:46cm(L)×25cm(W)×29cm(H)。
3. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀探頭主要技術(shù)指標(biāo)
懸掛式井中檢波器:
圓柱狀金屬全密封結(jié)構(gòu),內(nèi)置2個(gè)檢波器和1個(gè)電磁式激振源。檢波器:固有頻率60Hz,靈敏度:30V/m/s;
重量:約55kg(含110m電纜)。
電磁式激振源指標(biāo):直流48V,電流≤6A;尺寸:φ70mm;
地脈動(dòng)檢波器(選配):
頻帶0.5—100Hz;靈敏度:1000mv/mm/s;
三、XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀儀器功能說(shuō)明
1. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀主機(jī)外形如圖4所示。
圖4 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀測(cè)井儀主機(jī)外形圖 |
激發(fā)按扭:主機(jī)開機(jī)狀態(tài)下,按激發(fā)按鈕,激振源激發(fā)。
圖5 XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀探頭組成示意圖 |
2. XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀探頭組成示意見圖5。
激振源激發(fā),向井壁作用一沖擊力后,沿井壁地層就有P波、S波分別向前和向下傳播,在震源下方懸掛有兩個(gè)檢波器,S波傳播到檢波器位置時(shí),通過(guò)井液耦合,檢波器就可以把S波信號(hào)記錄下來(lái)。根據(jù)相距1m的兩道檢波器接收到的S波的信號(hào),通過(guò)互相關(guān)法,可計(jì)算出兩道間地層的波速值。
XG-I懸掛式波速測(cè)井儀/波速測(cè)試儀:
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懸掛法波速儀——國(guó)內(nèi)*,號(hào):CN200420016796.1 ,優(yōu)點(diǎn)是不用錘擊,一發(fā)2收,單人即可完成操作,省時(shí)方便。
鏈接 :http://www.patent-cn。。com/G01H/CN2733325.shtml