确定嵌岩灌注桩竖向承载力的荷载传递法(2)

以荷载传递解析法研究嵌岩灌注桩桩周及桩底荷载传递性状,并针对实际工程中桩周土体的加工软化和加工硬化型土的不同情况,建立了各种土体与岩层的荷载传递统一模型。对于桩端荷载传递机理,考虑嵌岩灌注桩桩端沉渣的影响,采用桩端阻三折线模型。在此基础上,充分考虑桩侧土(

第23卷 第8期 余志雄等. 大坝CT技术研究概况与进展 1395

老化区、坝体渗漏、坝址地质构造及断裂带等，从而形成了大坝CT。从实质上看，大坝CT是地球物理CT的一个分支，是地球物理CT在大坝隐患检测上的应用。与传统的检测方式相比较，大坝CT的优点在于经济、无损、快速、能够探测大坝内部较深部位的隐患。根据CT的物理原理分类，可以将大坝CT分为大坝弹性波CT、大坝电磁波CT和大坝电阻率CT等3种。 2.1 大坝弹性波CT技术

用于大坝弹性波CT数据采集的检测设备包括发射、接收、记录3个主要部分。发射部分在坝面、钻孔、廊道壁或探坑等处发射弹性波(如声波、地震波)，弹性波在坝体中传播，通过接收部分在相应的坝面、钻孔、廊道壁或探坑等处接收传播过来的信号，并由记录部分记录弹性波穿过坝体的时间和弹性波波形。图1为大坝弹性波CT的检测设备布置示意图。发射部分先固定在上游坝面一点，接收部分在坝顶及下游坝面各点依次移动，接收弹性波信号，这样一个来回称为一次扫描。然后将发射部分移动到上游坝面另一点，进行另一次扫描，直到上游坝面和坝顶所有点都进行了一次扫描为止，就完成了一次数据采集工作[2]

。

图1 大坝弹性波CT检测设备布置示意图 Fig.1 Equipment arrangement plan of elastic wave

CT detection for dam

就成像方法而言，弹性波CT可以分为基于射线理论的图像重建技术和基于波动方程反演的散射(或衍射)图像重建技术。目前，前者已经发展比较成熟，而后者还处于研究阶段。大坝弹性波CT技术主要采用射线理论进行图像重建。

从数学观点上看，基于射线理论的图像重建技术就是由一个函数的线积分反求这个函数。其中，射线可以是直线，也可以是曲线。对于基于射线理论的弹性波CT，可以分为2类：(1) 走时反演成像，输入直达波的走时

(弹性波在探测区传播的时间)资

料，对波在探测区中的速度成像，得到波在探测区内的速度分布。(2) 振幅反演成像，输入波的最大振幅或某个波组的平均振幅，对介质吸收系数成像，得到探测区介质对波的吸收系数分布。由坝体探测区波速分布和吸收系数分布可重建坝体探测区混凝土弹模或强度分布，定量地反映探测区材料性质的分布情况和缺陷位置，从而达到对大坝隐患检测的目的。在大坝弹性波CT中，走时反演成像模型的建立常常容易一些，而且也能取得较好的结果[2]。

到目前为止，大坝弹性波CT技术相对比较成熟。意大利科学家率先将弹性波CT技术用于大坝性态诊断。他们采用声波方法，已完成几十个大坝的弹性波CT成像，有效地进行了大坝安全检测及工程处理效果验证[1]。

日本科学家也开展了大坝CT研究，他们曾对某些坝址区地表、钻孔及平洞所包围的区域作CT探测，掌握坝址地质构造及推测断层破碎带分布情况。他们在某隧道开挖前后测定波速的变化，用以确定开挖所引起的岩体松弛的范围和程度。日本国际协力事业团于1991年1～9月，协助我国对丰满电站大坝作CT检测，获得了20个坝段的横剖面波速分布图，并找出了一些病害区域。图2为丰满电站大坝42剖面波速成像结果图[3]，并圈出了波速在2 000 m/s以下的病害区2处。 2.2 大坝电磁波

CT技术

波速单位：m/s

图2 丰满电站大坝42剖面波速成像结果图 Fig.2 Wave velocity imaging chart of the 42nd section of

Fengman dam