桩底溶洞探测中瞬时相位差强度计算方法的优化及应用*

石振明 沈 健 刘 鎏 彭 铭 王登一 杨沛权 何 枭

(①同济大学地下建筑与工程系， 上海 200092， 中国)

(②同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室， 上海 200092， 中国)

(③中国科学院武汉岩土力学研究所， 岩土力学与工程国家重点实验室， 武汉 430071， 中国)

(④广东建科交通工程质量检测中心有限公司， 广东 650506， 中国)

0 引 言

岩溶地貌在全球分布广泛，而我国是世界上岩溶地质发育最广泛的国家之一，总面积达344.3万平方千米(刘鎏， 2021)，约占国土面积的1/3(陈学军等， 2019)。在岩溶地貌区开展地下工程建设通常充满风险。因为时常存在无规则岩溶分布与填充情况(姚邦杰等， 2019)，不充分的桩底溶洞勘探可能导致护壁泥浆泄漏、钻孔坍塌、周围建筑开裂甚至周围建筑结构倒塌等严重工程事故(石振明等， 2016)。

传统的探测方法提供了许多桩底溶洞勘探方法，但这些方法受灌注桩桩孔内高压泥浆环境影响，无法被应用于桩底溶洞探测。而弹性波CT法(朱文仲等， 2008)和管波测试法(李学文等， 2005)虽能被用于灌注桩桩底溶洞探测，但受限于其探测精度不足以及钻孔布置繁琐，并不常被用于实际工程的桩底溶洞探测。基于这一现状，相关研究团队提出了一种钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法(刘鎏， 2021)，将桩孔中的泥浆作为声波传播和耦合的介质，利用广义S变换进行了声波信号分析，揭示了桩底声呐信号物理意义，实现了桩底溶洞的快速无损探测。但该分析方法是基于传统Fourier变换提出的，在面对桩孔内不规则多次反射面波的干扰时分析能力不足，对溶洞位置准确揭示能力受到影响。……