确定嵌岩灌注桩竖向承载力的荷载传递法(3)

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(

1396 岩石力学与工程学报 2004年

大坝电磁波CT包括大坝地质雷达CT和大坝常规电磁波CT(通常简称为大坝电磁波CT)。这2种CT的主要区别是检测设备和频率范围不同。 2.2.1 大坝地质雷达CT技术

地质雷达(又称为探地雷达，GPR)检测技术是一种高精度、连续无损、经济快速、受场地约束少的检测手段，是近年来国际上新发展起来的一项高新技术。它通过发射高频(10～1 000 MHz)电磁波来实现探测目的。地质雷达检测技术已经广泛应用于工程地质、岩土工程、地基工程、道路桥梁、混凝土结构探伤等领域。国内地质雷达检测主要采用反射成像方法，而CT方法还处于研究之中。国外已经开始将地质雷达CT用于大坝隐患检测[4

，5]

。

地质雷达CT的原理与弹性波CT相似，只不过发射的是高频电磁波。其成像方法也可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。由于电磁波在介质中的传播非常复杂，目前，人们主要采用射线理论进行图像重建。电磁波的速度大，难以准确测量。所以，地质雷达CT以振幅反演成像为主，辅之以走时反演成像。

与弹性波CT相比较，地质雷达CT的分辨率高得多。但是，电磁波的相关物理量不能与大坝材料强度等特性直接建立起关系，因而地质雷达CT不能直接用于检测大坝材料强度较低的区域。对于高频电磁波来说，电磁波的衰减系数和速度不仅与材料特性相关，而且受材料含水率的影响很大。材料含水率较小的变化，能引起电磁波衰减系数和波速较大的变化。因而，可以将地质雷达CT用于大坝坝体及坝基渗漏、破碎带和裂隙发育程度等检测。图3为国外某坝地质雷达CT检测的布置及结果图。在图3(b)中，深黑色区域即地质雷达电磁波低速区，

(a) 地质雷达CT测孔布置 (b) 地质雷达CT波速分布图像

图3 国外某坝地质雷达CT检测布置及结果图 Fig.3 Layout of CT gaging hole and wave velocity imaging

chart of a dam in foreign country

表明坝内该处存在渗漏[4

，5]

。

就检测距离而言，弹性波CT可以利用电雷管、甘油炸药等方式产生弹性波，因而探测距离较大。一般来说，将弹性波发射、接收设备分别布置在大坝上、下游坝面，接收设备可以接收到较好的信号。所以，大坝弹性波CT的测距可以根据需要来确定。对于地质雷达CT而言，由于高频电磁波在介质中衰减较快，尤其是当介质含水率较高时，其衰减非常快，因而地质雷达CT的探测距离有限。电磁波频率越高，其探测距离越小。因此，可以根据探测的距离和精度需要，选择合适的雷达电磁波频率，并充分利用大坝上已有的钻孔和孔洞(如渗流洞等)，必要时进行少量钻孔。在野外作业时，大坝地质雷达CT比弹性波CT更方便。 2.2.2 大坝电磁波CT技术

这里的电磁波CT技术是指不包括地质雷达CT在内的常规电磁波CT，其电磁波频率一般低于50 MHz。从本质上看，电磁波CT与地质雷达CT没有区别，只是电磁波的频率范围不同，导致探测距离和精度不同。相对于地质雷达CT来说，电磁波CT有较大的探测深度，可达数十米，但精度低一些。电磁波CT主要采用介质吸收系数成像方法。 1998年，国内首次将电磁波CT技术应用于大坝隐患检测，在福建省莆田市东方红水库成功探测出大坝漏水的位置，其后又在福建省漳平市大坂水库找到了大坝漏水位置[6

，7]

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2.3 大坝电阻率CT技术

1987年，日本的岛裕雅等首次采用了“电阻率层析成像”一词，并提出了反演解释方法。此后，许多学者，特别是日、美学者从不同角度对这一问题从理论、实验到应用开展了研究。日本OYO公司在20世纪90年代初首先研制了用于电阻率CT实际观测的McOHM-21型仪器[8]。国内近年也开始了电阻率CT技术的研究[9

～11]

。这样，电阻率CT

这种探测技术在传统的电阻率法的基础上诞生了。

电阻率CT是利用探测区周围在各个不同方向观测的直流点电源激发的电场所产生的电位或电位差来研究探测区的电阻率分布。根据观测方式的不同，电阻率CT分为地表电阻率CT和井间电阻率

CT两种技术，而所用图像重建方法略有不同。地表电阻率CT不需钻孔，野外施工简单易行，成本较低，适合大范围普查之用，但其分辨率随深度的增加有所降低，且地形条件的差异也会造成不利影响；井间电阻率CT的探测深度由钻孔来决定，图像的