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PS測(cè)井廣泛應(yīng)用于海洋巖土工程勘察

發(fā)布時(shí)間：2023-12-27 瀏覽次數(shù)：18404 來源：歐美大地

PS測(cè)井廣泛應(yīng)用于海洋巖土工程勘察

由于海洋巖土工程勘察的特殊性、海上作業(yè)環(huán)境的限制以及高成本性，海洋巖土工程勘察中剪切波波速的原位測(cè)試方法采用操作方法簡(jiǎn)單、測(cè)試結(jié)果精度高且作業(yè)成本低的單孔法波速原位測(cè)試實(shí)為可行和相對(duì)經(jīng)濟(jì)的選擇。
PS測(cè)井探頭可以測(cè)量單個(gè)鉆孔中的壓縮波和剪切波的波速，使用簡(jiǎn)單、快速。PS測(cè)井又稱彈性波速度測(cè)井，它是地震勘探方法之一，也是地球物理測(cè)井技術(shù)的一個(gè)重要分支，目前已廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域，取得了良好的應(yīng)用效果。PS測(cè)井可原位測(cè)定壓縮波（Pressure Wave）和剪切波（Shear Wave）在巖(土)體中的傳播速度，它能有效地解決許多地質(zhì)問題，諸如確定場(chǎng)地土類型、建筑場(chǎng)地類別；提供斷層破碎帶、地層厚度、固結(jié)特性和軟硬程度、評(píng)價(jià)巖(土)體質(zhì)量等；并可計(jì)算工程動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如動(dòng)剪切模量、動(dòng)彈性模量等。
近些年，隨著海洋工程的不斷發(fā)展，尤其是海上風(fēng)電項(xiàng)目的大規(guī)模爆發(fā)，PS測(cè)井被廣泛應(yīng)用于全球各地的海洋工程項(xiàng)目中，如英國(guó)、德國(guó)、丹麥、法國(guó)、比利時(shí)、中國(guó)和美國(guó)的海上風(fēng)電項(xiàng)目多為自升式平臺(tái)和鉆井船，主要采用PS懸掛探頭進(jìn)行測(cè)井。
近期，兩套PS波速測(cè)試儀在菲律賓及臺(tái)灣交貨，將正式用于海洋地質(zhì)勘察。

菲律賓·馬尼拉灣

一整套PS波速測(cè)試系統(tǒng)，用在一艘?guī)в胁ɡ搜a(bǔ)償鉆機(jī)的船上。

本次采購的PS波速測(cè)井系統(tǒng)是為菲律賓馬尼拉灣的一個(gè)大型項(xiàng)目做準(zhǔn)備，該項(xiàng)目即將進(jìn)行地質(zhì)勘察，未來此處將建起一座大橋。
在波浪補(bǔ)償鉆探船上操作，需要將絞車安裝在rooster box上，因此采用了定制框架安裝絞車，并在東南亞工程場(chǎng)地進(jìn)行了為期10天的，包含理論、安裝、操作及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的綜合培訓(xùn)。

臺(tái)灣·臺(tái)灣海峽

臺(tái)灣海上風(fēng)電客戶采購了一套綜合PS波速測(cè)試儀。

該客戶在臺(tái)灣海峽承攬了大量的海上風(fēng)電地質(zhì)勘察項(xiàng)目，這次采購的PS波速測(cè)試儀將應(yīng)用于這些項(xiàng)目。

此次在勘探船上完成的“登船培訓(xùn)”為期8天，在臺(tái)灣苗栗縣西北，距離海岸線18到20公里的Formosa 4海上風(fēng)電項(xiàng)目工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。實(shí)地測(cè)試完成了三個(gè)100m鉆孔的PS波速數(shù)據(jù)采集。同時(shí)進(jìn)行了數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)解釋等培訓(xùn)。

PS懸掛探頭

PS懸掛探頭探頭是一種低頻聲學(xué)探頭，設(shè)計(jì)用于測(cè)量土壤和軟巖層中的壓縮波和剪切波速度。它使用間接激勵(lì)而不是傳統(tǒng)聲波中的模式轉(zhuǎn)換，能夠在充水鉆孔深度達(dá)600米的情況下獲取高分辨率的P波和S波數(shù)據(jù)。

測(cè)量原理

P-S懸掛探頭包含一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的大功率震源和兩個(gè)由聲阻尼管隔開的接受器，采集數(shù)據(jù)時(shí)，探頭停在設(shè)定的深度，震源由地面控制點(diǎn)火，點(diǎn)火引發(fā)一個(gè)受控螺線管沿井軸方向排列，依次去撞擊在探頭對(duì)面上的碟子，在周圍的液體中建立一個(gè)壓力偶。由此引起的液體運(yùn)動(dòng)在井壁產(chǎn)生一個(gè)管形波，其波速接近地層的剪切波速度，同時(shí)伴隨有壓縮波。當(dāng)波平行井軸方向傳播時(shí)，他們使得相應(yīng)的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)被兩個(gè)中等浮力的3D水中檢波器檢測(cè)，從而直接地測(cè)得波速。如通常的地震數(shù)據(jù)采集一樣，操作軟件中也包含有多次疊加和濾波技術(shù)。