基于超聲波頻譜分析粉質(zhì)粘土波速異?，F(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(duì)選取南京某工程中的粉質(zhì)粘土作為試驗(yàn)土樣，分別研究了原狀土樣和擾動(dòng)土樣兩類不同的粉質(zhì)粘土試樣在在分級(jí)側(cè)限壓縮試驗(yàn)之下的波速異常的行為，結(jié)合傅立葉變換（FFT），將時(shí)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(shí)例參考?！娟P(guān)鍵詞】粉質(zhì)粘土；超聲波檢測(cè)；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(shí)際問(wèn)題十分重要。目前已經(jīng)有大量專家學(xué)者對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析，并從聲時(shí)、首波波幅、波形的角度將超聲檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際中，然而對(duì)接收信號(hào)的頻譜信息研究很少，對(duì)頻譜成分也沒(méi)有給出定量的解釋。閆曉敏[1]嘗試通過(guò)超聲波頻譜分析來(lái)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(yàn)的基礎(chǔ)上，利用混凝土的超聲波檢測(cè)方法，對(duì)工程中在役構(gòu)件性能退化及其對(duì)材料長(zhǎng)期行為進(jìn)行了研究；朱正[3]則是通過(guò)數(shù)值模擬的方

3、式對(duì)工程實(shí)測(cè)時(shí)域信號(hào)頻譜分析進(jìn)行分析，并提出實(shí)際超聲波檢測(cè)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(shí)―波幅數(shù)據(jù)，進(jìn)行傅立葉變換（FFT），進(jìn)而得出對(duì)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(shì)，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(dòng)土樣和原狀土樣在原狀（0MPa）和各個(gè)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(shí)原狀土樣隨著圍壓的增大而逐漸減小，而同時(shí)，擾動(dòng)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(lái)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(hào)頻譜成分左邊第一峰值點(diǎn)為主頻率。我們所測(cè)得的聲時(shí)―波幅測(cè)定數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)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