關(guān)于物探方法在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用的探討

1、<p>　　關(guān)于物探方法在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用的探討</p><p>　?。▽幭乃牡刭|(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘察院 寧夏銀川 750011） </p><p>　　摘要：物探技術(shù)人員在進(jìn)行地質(zhì)勘查工作的時候，應(yīng)該先對已有的勘查資料進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)行實地的勘測可以選擇多種物探的方法，發(fā)揮物探技術(shù)的先進(jìn)作用，使各種方法成果互相補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，才能提高物探技術(shù)的精度和可靠性，達(dá)到最佳的勘查

2、效果。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：物探方法；工程地質(zhì)勘查；應(yīng)用 </p><p>　　伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，物探技術(shù)已被引用到地質(zhì)資源勘查工作中。物探技術(shù)是地質(zhì)科學(xué)中新興的、相對活躍的、具有重要價值的勘查方法，大大的提升了地質(zhì)勘查的速度質(zhì)量，也提高了生產(chǎn)力，是地質(zhì)勘查現(xiàn)代化水平的標(biāo)志。 </p><p>　　一、 工程物探工作的特點 </p>

3、<p>　　基于地質(zhì)條件多變引起的電場、地震波場、磁場、重力場、地?zé)釄?、放射性等物理場的變化，可選用電法、地震法、磁法、重力、測溫、放射性勘探等各種方法，在陸地、水域和地下（井中及坑道）等不同條件下很多巖土工程、環(huán)境地質(zhì)問題，其中包括地下水、地質(zhì)構(gòu)造、滑坡、埋藏物、物理特性的探測等。物探方法高效、經(jīng)濟(jì)、施工靈活、信息豐富，能取得較好的探測效果。工程物探具有如下特點： </p><p>　　1.工程探測深

4、度小 </p><p>　　工程設(shè)計探測的地下地質(zhì)問題多為淺層，地球物理探測的深度多為幾米到幾十米，最深在百米左右。 </p><p><b>　　2. 探測精度高 </b></p><p>　　工程建設(shè)單位希望城市物探方法有較高的精度，深度與平面位置誤差達(dá)到厘米級。 </p><p><b>　　3.施工場地

5、狹小 </b></p><p>　　工程地球物理探測作為工程地質(zhì)勘察、工程測試任務(wù)，常要求在幾天或十幾天內(nèi)快速完成，其中搶險工程評價項目，則可能要求在一天或幾個小時提供探測結(jié)果。 </p><p>　　二、 地質(zhì)勘察中常用物探技術(shù)方法及基本原理 </p><p><b>　　1. 電法勘探 </b></p><p

6、>　　電測深法是測量觀測點深度方向以下視電阻率變化規(guī)律，以研究地下不同深度的巖層的分布狀況的一種方法。在研究覆蓋層厚度及巖性變化情況等有廣泛應(yīng)用。新近發(fā)展起來的高密度電阻率法在城市工程中，成為以獲取淺層導(dǎo)電性信息較為活躍的方法，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分、地下管道探測中發(fā)揮著重要作用。所研究的對象主要是有不同電阻率的水平巖層，最有利的條件是呈水平或傾角不大的巖層，而對傾角很大的巖層，解譯工作也會變得困難。所以采用此方法的前提條件：測量的目的層

7、和周圍的物質(zhì)必須存在明顯的物性差異，通過一定的電極裝置測得視電阻率異常的分布規(guī)律，達(dá)到認(rèn)識地下地質(zhì)體電性結(jié)構(gòu)的目的。 </p><p><b>　　2. 電剖面法 </b></p><p>　　電剖面法和電測深法沒有本質(zhì)不同，都是以研究人工電場在地下的分布規(guī)律為基礎(chǔ)，是廣泛采用的一種方法。它與電剖面法配合，對研究基巖面起伏規(guī)律、斷裂帶分布等效果較為明顯。主要有對稱四極

8、法及聯(lián)合剖面法等。電法勘探主要研究對象是沉積巖。在電法勘探中，巖層電性差異是進(jìn)行電法工作的物理前提（即電阻率差異）。影響電阻率（主要是離子導(dǎo)電）的主要因素是巖層含水情況，同時還決定于水溶液的礦化度、水溶液的存在狀態(tài)。如果水在巖石中呈分散和不連通方式，則對電阻率的影響較小，而互相連通狀態(tài)則使巖層電阻率大大降低。因此在同樣含水情況下，礦化度不同電阻率也不同，甚至差異較大。沉積巖在含水情況下電阻率可達(dá)數(shù)千萬，另外孔隙度小的巖石電阻率較高（巖漿

9、巖及大部分變質(zhì)巖），而孔隙度大、滲透性小的巖石（各種泥巖）其電阻率較低。 </p><p><b>　　3.地震勘探 </b></p><p>　　地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根據(jù)對反射波或折射波時間場沿測線方向的時空分布規(guī)律的觀測確定地下反射面或折射面深度及構(gòu)造形態(tài)及性質(zhì)。地震勘探相比其它物探方法，具有精度高、解釋成果單一的優(yōu)點，但是成本相對較高。我

10、們所看到的物探剖面是一種經(jīng)過校正后的并賦以地質(zhì)內(nèi)涵的反射波或折射波時間剖面（實質(zhì)是不同地質(zhì)體的反射波或折射波波速差異）。地震勘探成果同其它物探解釋成果一樣，由于物理力學(xué)指標(biāo)差異，不同地質(zhì)體的波速有可能相近，而相同地質(zhì)體由于所遭受的內(nèi)力或外力地質(zhì)作用不同，波速也有可能不同。淺層折射法在覆蓋層探測中具有技術(shù)優(yōu)勢，在隱伏構(gòu)造、空洞以及考古探查中也有成功應(yīng)用，但是該方法受施工場地影響明顯。直達(dá)波法或透射波法是波速測試的主要方法，對測試條件的依賴

11、較強(qiáng)。彈性波CT技術(shù)已可為工程建設(shè)場地動力學(xué)研究提供有價值的參數(shù)。 </p><p>　　三、綜合物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用 </p><p>　　基本原理：激發(fā)地層表面產(chǎn)生振動信號：通過地層進(jìn)行傳播，過程中會產(chǎn)生一些面波、體波相關(guān)信號。Rayleigh波和Love波屬于面波信號；橫波和縱波屬于體波信號。通過非均勻介質(zhì)進(jìn)行傳播，面波信號就會發(fā)生頻散現(xiàn)象。 </p><p

12、>　　面波信號頻散特性規(guī)律如下：l）（vR才）曲線變化規(guī)律與層速關(guān)系：頻率產(chǎn)生變化時，vR（面波速度）將會依據(jù)勘探深度變化的情況逐漸向該深度層層速度趨近；2）（vR一f）與層厚度之間的關(guān)系：厚度產(chǎn)生變化的時候，頻散曲線相應(yīng)的拐點位置會依據(jù)厚度變化情況向低頻方向移動，即證明：拐點的位置、層厚度之間存在密切關(guān)系。處于特定的地層條件下，體波信號會發(fā)生明顯的反射或是折射的現(xiàn)象產(chǎn)生。地震信號進(jìn)行傳播是通過分層的地層，如果上覆層的波速相較下伏

13、層波速較小，地震信號在進(jìn)行傳播時將會發(fā)生明顯的折射現(xiàn)象；如果上覆層的彼阻抗比不上下伏層的波阻抗大時，地震信號傳播時將發(fā)生反射波現(xiàn)象。折射波有兩種：初至折射波、對比折射波。因為初至折射波只負(fù)責(zé)追蹤初至區(qū)某個界面的折射波，相對容易辨認(rèn)，識別率較高；對比折射波不僅對初至區(qū)進(jìn)行追蹤，對續(xù)至區(qū)折射波也要進(jìn)行追蹤。折射波相對于薄層的探測能力十分差，同樣也不適用地質(zhì)速度逆轉(zhuǎn)層。 </p><p>　　四、物探方法發(fā)展展望 &l

14、t;/p><p>　　1. 技術(shù)方法發(fā)展 </p><p>　　鑒于工程涉及的地質(zhì)與檢測問題，探測技術(shù)將會進(jìn)一步提高，多波理論會得到進(jìn)一步應(yīng)用，可利用的物理波場的頻譜范圍會越來越寬，電磁波譜可利用的范圍由純直流擴(kuò)到雷達(dá)波，彈性波譜由瑞雷波向超聲波頻率擴(kuò)展。陸地聲納法、地震映像法、高密度電阻率法、大地電磁電導(dǎo)率剖面法等探測數(shù)據(jù)快速連續(xù)自動采集技術(shù)將會日益活躍。 </p><p

15、>　　2. 物探儀器設(shè)備的發(fā)展 </p><p>　　復(fù)雜的地質(zhì)勘測環(huán)境條件要求儀器設(shè)備具有良好的防塵、防震、防潮等性能，要求增強(qiáng)其智能化程度、具有捕捉較大動態(tài)范圍的長遠(yuǎn)信號能力，儀器將會由單一化的專用儀器向多功能化發(fā)展，促進(jìn)各種探測方法相互滲透和綜合應(yīng)用。 </p><p>　　總之，對各種物探手段原理的了解有助于我們正確使用物探成果，提高對各種地質(zhì)體工程地質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識。因為相似的

16、物探曲線或接近的數(shù)值并不一定屬于同一地質(zhì)體，而同一巖性也可能有不同的的物探曲線或接近的數(shù)值（如同一巖性中不同風(fēng)化帶地震波波速不同）。物探成果是地質(zhì)研究的理論依據(jù)，對其正確使用必將能提高地質(zhì)工作效率和精度，為生產(chǎn)和科研帶來可觀效益，促進(jìn)生產(chǎn)力更快發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 蔣慶民.物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

17、[J].科海故事博覽：科技探索，2011，（6）：41-41，36. </p><p>　　[2] 楊建成.物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].中外建筑，2008，（7）：169-170 </p><p>　　[3] 李曉斌，蔡向民，趙勇等.物探方法在城市地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].城市地質(zhì)，2008，3（4）：31-36 </p><p>　　[4] 李峰，盧櫟名.