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物探方法在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
物探技術(shù)是工程地質(zhì)勘探中的重要方法。針對(duì)具體的勘查目的,選擇合理的物探方法可以有效地解決工程地質(zhì)勘查中復(fù)雜的技術(shù)難題。物探技術(shù)是利用多種地球物理探測(cè)方法對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè),這項(xiàng)技術(shù)在工程地質(zhì)勘查中越來(lái)越受到重視。本文介紹了工程地質(zhì)人員在地質(zhì)勘查中如何理解并應(yīng)用物探方法,使之充分發(fā)揮效益。
物探是一種間接的工程地質(zhì)勘查手段,是利用物質(zhì)的物性差異,通過(guò)研究天然或人工的地球物理場(chǎng),達(dá)到了解地下介質(zhì)分布的一種方法。工程物探儀器設(shè)備輕便、工作效率高、周期短、效果好,并且采集的信息量大,可以了解和確定大范圍的地質(zhì)條件,對(duì)工程地質(zhì)勘查提供較為完善的資料。
[關(guān)鍵詞]物探方法;工程地質(zhì);勘查;應(yīng)用;探討
中圖分類號(hào):TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)27-0293-01
1.工程地質(zhì)勘查中物探方法的含義
1.1物探方法的概念
工程地質(zhì)勘查工作能夠有效地為現(xiàn)代化工程建設(shè)提供有力的保障,是工程建設(shè)高效完成的有力保障,因此,工程地質(zhì)勘查中物探方法是當(dāng)前的建設(shè)中是適用最為廣泛的一種地質(zhì)探測(cè)方法。物理地質(zhì)探測(cè)手段指的是運(yùn)用地球底層以及周邊存在的物理場(chǎng)展開(kāi)一系列的探測(cè)工作,其中,物理常識(shí)是在物理作用的物質(zhì)空間下形成的。地球物理探測(cè)技術(shù)是物探技術(shù)的全稱,在具體的工程地質(zhì)勘查工作中,物探技術(shù)是運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)以及與之相配套的專業(yè)設(shè)備對(duì)地球的無(wú)立場(chǎng)的變化進(jìn)行勘察,然后收集數(shù)據(jù),進(jìn)而整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),為后續(xù)的工程建設(shè)提供有效地?cái)?shù)據(jù)支持。
1.2物探方法的原理
物探技術(shù)是一項(xiàng)運(yùn)用專業(yè)的探測(cè)設(shè)備對(duì)地球表層地質(zhì)分布情況進(jìn)行探測(cè)分析的光譜電磁技術(shù)。地球物理是物探方法的主要針對(duì)對(duì)象。具體方法是事先安放測(cè)線L,之后運(yùn)用探地雷達(dá)發(fā)射高頻寬帶電磁波,然后由專門(mén)的接收裝置進(jìn)行接受,后續(xù)對(duì)收集到的信息進(jìn)行分析和整合,以此來(lái)了解地質(zhì)具體狀況。
1.3物探方法的特征
目前的物探方法具有十分穩(wěn)定的特點(diǎn),能夠?yàn)閷?shí)際的工程地質(zhì)勘查帶來(lái)十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益,此外物探方法還具有收集到的信息可靠、探測(cè)的范圍廣泛、適用范圍廣等優(yōu)良特點(diǎn)。在物探方法中有地震法和磁場(chǎng)法兩種探測(cè)技術(shù),這兩種技術(shù)能夠十分輕松的避開(kāi)相關(guān)電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理干擾,應(yīng)用的環(huán)境十分廣泛,即便是在比較不理想的探測(cè)環(huán)境下也能夠獲得比較可靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),為后續(xù)的工程地質(zhì)勘查工作提供有力的保障。在實(shí)際應(yīng)用中,物探方法能夠探測(cè)的地質(zhì)淺層范圍十分廣泛,并且它還具有探測(cè)速度快、探測(cè)信息精準(zhǔn)可靠等優(yōu)良特點(diǎn)。
2. 物探技術(shù)在地質(zhì)勘查過(guò)程中的有效應(yīng)用
2.1電法勘探
電測(cè)深法是測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)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(lái)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(cè)中發(fā)揮著重要作用。所研究的對(duì)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(duì)傾角很大的巖層,解譯工作也會(huì)變得困難。所以采用此方法的前提條件:測(cè)量的目的層和周圍的物質(zhì)必須存在明顯的物性差異,通過(guò)一定的電極裝置測(cè)得視電阻率異常的分布規(guī)律,達(dá)到認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)體電性結(jié)構(gòu)的目的。在實(shí)際遇到的地層既不均質(zhì)又不同性,所得的電阻率是非真電阻率,是不均質(zhì)體的綜合反映,此為視電阻率。供電電極間距的不同,可得到不同深度的視電阻率,通過(guò)視電阻率的分布規(guī)律,可了解物性變化。近年來(lái)在實(shí)際中取得效果的地面核磁共振法被認(rèn)為是目前為止可以直接找水的物探技術(shù),在我國(guó)西北地區(qū)找水發(fā)揮了顯著作用,在一些重大工程探測(cè)中提供了關(guān)于含水性的重要信息,如堤壩滲漏、滑坡含水性等。隨著CT技術(shù)的應(yīng)用,電阻率成像技術(shù)已開(kāi)始用于大壩檢測(cè)評(píng)價(jià)中。
2.2電剖面法
此方法與上述的電測(cè)探法類似,都是采用設(shè)備來(lái)對(duì)物理場(chǎng)地下巖層的分布情況進(jìn)行探測(cè)與分析,是較為常見(jiàn)的探測(cè)方法之一。電剖面法可以與上述電測(cè)探法相互結(jié)合,可以對(duì)巖層的變化規(guī)律以及斷裂帶的分布情況進(jìn)行詳細(xì)的探測(cè)。我們還可以將該方法分為四極法與聯(lián)合剖面法。一般情況下,電剖面法一般是對(duì)沉積巖進(jìn)行探測(cè),在探測(cè)過(guò)程中,要想保證點(diǎn)發(fā)工作的質(zhì)量,首先我們需要對(duì)巖層電性的差異進(jìn)行深入研究,了解電性差異的變化情況可以采用電阻率法進(jìn)行分析,了解要巖層的含水情況以及各種狀態(tài)。如果巖石中的含水情況呈現(xiàn)分散的狀態(tài),這就說(shuō)明電阻率對(duì)其影響過(guò)小,如果含水情況呈現(xiàn)較為集中的狀態(tài),那么就會(huì)極大的降低巖層中的電阻率。由此可見(jiàn),如果巖層中的含水量相同,而礦化度以及電阻率均不同,那么巖層在相同含水情況下電阻率就會(huì)不斷增大。
2.3地震勘探
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(duì)反射波或折射波時(shí)間場(chǎng)沿測(cè)線方向的時(shí)空分布規(guī)律的觀測(cè)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(diǎn),但是成本相對(duì)較高。我們所看到的物探剖面是一種經(jīng)過(guò)校正后的并賦以地質(zhì)內(nèi)涵的反射波或折射波時(shí)間剖面(實(shí)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(cè)中具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),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(chǎng)地影響明顯。直達(dá)波法或透射波法是波速測(cè)試的主要方法,對(duì)測(cè)試條件的依賴較強(qiáng)。淺層反射法和瞬態(tài)瑞雷波法是應(yīng)用較為普遍的淺層地震方法,實(shí)踐證明它們對(duì)淺層的反映能力存在著差別為保證淺層地震法的探測(cè)效果,對(duì)如何消除、壓制或削弱震動(dòng)干擾需要進(jìn)一步研究。
2.3重力法
重力測(cè)量受干擾較小,精度較高,為物探方法的輔助手段之一,在探測(cè)近地表地層不均勻性、空洞、小型地質(zhì)密度異常體和人工結(jié)構(gòu)的地下遺址等方面取得較好效果。但是在工作中應(yīng)注意考慮天氣,地形以及振動(dòng)影響。
2.4鉆孔彩色電視全孔壁成像技術(shù)
鉆孔彩色電視傘孔壁成像系統(tǒng)是能夠直接觀察鉆孔壁360°范圍圖像的新技術(shù),是將人們的視線直接延伸到鉆孔到達(dá)的地下巖體等地質(zhì)體內(nèi)部, 為準(zhǔn)確了解地下隱蔽工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了極其有效的測(cè)試手段。該成果的關(guān)鍵技術(shù)主要有:360°孔壁成像的實(shí)現(xiàn)、干涉光斑的消除、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、圖像處理軟件系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)等。
結(jié)語(yǔ)
物探方法是當(dāng)前工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用較為廣泛且實(shí)用性非常高的方法,隨著物探方法在工程地質(zhì)勘查中的發(fā)展應(yīng)用,使得我國(guó)工程地質(zhì)勘查的水平得到了顯著提升。然而就物探方法在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用的實(shí)際情況而言,要想進(jìn)一步提高物探方法的水平和工程地質(zhì)勘查的質(zhì)量和效率,加大對(duì)物探方法以及工程地質(zhì)勘查的分析研究力度不僅意義重大,而且迫在眉睫。
物探是一種間接的工程地質(zhì)勘查手段,是利用物質(zhì)的物性差異,通過(guò)研究天然或人工的地球物理場(chǎng),達(dá)到了解地下介質(zhì)分布的一種方法。工程物探儀器設(shè)備輕便、工作效率高、周期短、效果好,并且采集的信息量大,可以了解和確定大范圍的地質(zhì)條件,對(duì)工程地質(zhì)勘查提供較為完善的資料。
[關(guān)鍵詞]物探方法;工程地質(zhì);勘查;應(yīng)用;探討
中圖分類號(hào):TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)27-0293-01
1.工程地質(zhì)勘查中物探方法的含義
1.1物探方法的概念
工程地質(zhì)勘查工作能夠有效地為現(xiàn)代化工程建設(shè)提供有力的保障,是工程建設(shè)高效完成的有力保障,因此,工程地質(zhì)勘查中物探方法是當(dāng)前的建設(shè)中是適用最為廣泛的一種地質(zhì)探測(cè)方法。物理地質(zhì)探測(cè)手段指的是運(yùn)用地球底層以及周邊存在的物理場(chǎng)展開(kāi)一系列的探測(cè)工作,其中,物理常識(shí)是在物理作用的物質(zhì)空間下形成的。地球物理探測(cè)技術(shù)是物探技術(shù)的全稱,在具體的工程地質(zhì)勘查工作中,物探技術(shù)是運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)以及與之相配套的專業(yè)設(shè)備對(duì)地球的無(wú)立場(chǎng)的變化進(jìn)行勘察,然后收集數(shù)據(jù),進(jìn)而整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),為后續(xù)的工程建設(shè)提供有效地?cái)?shù)據(jù)支持。
1.2物探方法的原理
物探技術(shù)是一項(xiàng)運(yùn)用專業(yè)的探測(cè)設(shè)備對(duì)地球表層地質(zhì)分布情況進(jìn)行探測(cè)分析的光譜電磁技術(shù)。地球物理是物探方法的主要針對(duì)對(duì)象。具體方法是事先安放測(cè)線L,之后運(yùn)用探地雷達(dá)發(fā)射高頻寬帶電磁波,然后由專門(mén)的接收裝置進(jìn)行接受,后續(xù)對(duì)收集到的信息進(jìn)行分析和整合,以此來(lái)了解地質(zhì)具體狀況。
1.3物探方法的特征
目前的物探方法具有十分穩(wěn)定的特點(diǎn),能夠?yàn)閷?shí)際的工程地質(zhì)勘查帶來(lái)十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益,此外物探方法還具有收集到的信息可靠、探測(cè)的范圍廣泛、適用范圍廣等優(yōu)良特點(diǎn)。在物探方法中有地震法和磁場(chǎng)法兩種探測(cè)技術(shù),這兩種技術(shù)能夠十分輕松的避開(kāi)相關(guān)電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理干擾,應(yīng)用的環(huán)境十分廣泛,即便是在比較不理想的探測(cè)環(huán)境下也能夠獲得比較可靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),為后續(xù)的工程地質(zhì)勘查工作提供有力的保障。在實(shí)際應(yīng)用中,物探方法能夠探測(cè)的地質(zhì)淺層范圍十分廣泛,并且它還具有探測(cè)速度快、探測(cè)信息精準(zhǔn)可靠等優(yōu)良特點(diǎn)。
2. 物探技術(shù)在地質(zhì)勘查過(guò)程中的有效應(yīng)用
2.1電法勘探
電測(cè)深法是測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)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(lái)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(cè)中發(fā)揮著重要作用。所研究的對(duì)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(duì)傾角很大的巖層,解譯工作也會(huì)變得困難。所以采用此方法的前提條件:測(cè)量的目的層和周圍的物質(zhì)必須存在明顯的物性差異,通過(guò)一定的電極裝置測(cè)得視電阻率異常的分布規(guī)律,達(dá)到認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)體電性結(jié)構(gòu)的目的。在實(shí)際遇到的地層既不均質(zhì)又不同性,所得的電阻率是非真電阻率,是不均質(zhì)體的綜合反映,此為視電阻率。供電電極間距的不同,可得到不同深度的視電阻率,通過(guò)視電阻率的分布規(guī)律,可了解物性變化。近年來(lái)在實(shí)際中取得效果的地面核磁共振法被認(rèn)為是目前為止可以直接找水的物探技術(shù),在我國(guó)西北地區(qū)找水發(fā)揮了顯著作用,在一些重大工程探測(cè)中提供了關(guān)于含水性的重要信息,如堤壩滲漏、滑坡含水性等。隨著CT技術(shù)的應(yīng)用,電阻率成像技術(shù)已開(kāi)始用于大壩檢測(cè)評(píng)價(jià)中。
2.2電剖面法
此方法與上述的電測(cè)探法類似,都是采用設(shè)備來(lái)對(duì)物理場(chǎng)地下巖層的分布情況進(jìn)行探測(cè)與分析,是較為常見(jiàn)的探測(cè)方法之一。電剖面法可以與上述電測(cè)探法相互結(jié)合,可以對(duì)巖層的變化規(guī)律以及斷裂帶的分布情況進(jìn)行詳細(xì)的探測(cè)。我們還可以將該方法分為四極法與聯(lián)合剖面法。一般情況下,電剖面法一般是對(duì)沉積巖進(jìn)行探測(cè),在探測(cè)過(guò)程中,要想保證點(diǎn)發(fā)工作的質(zhì)量,首先我們需要對(duì)巖層電性的差異進(jìn)行深入研究,了解電性差異的變化情況可以采用電阻率法進(jìn)行分析,了解要巖層的含水情況以及各種狀態(tài)。如果巖石中的含水情況呈現(xiàn)分散的狀態(tài),這就說(shuō)明電阻率對(duì)其影響過(guò)小,如果含水情況呈現(xiàn)較為集中的狀態(tài),那么就會(huì)極大的降低巖層中的電阻率。由此可見(jiàn),如果巖層中的含水量相同,而礦化度以及電阻率均不同,那么巖層在相同含水情況下電阻率就會(huì)不斷增大。
2.3地震勘探
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(duì)反射波或折射波時(shí)間場(chǎng)沿測(cè)線方向的時(shí)空分布規(guī)律的觀測(cè)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(diǎn),但是成本相對(duì)較高。我們所看到的物探剖面是一種經(jīng)過(guò)校正后的并賦以地質(zhì)內(nèi)涵的反射波或折射波時(shí)間剖面(實(shí)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(cè)中具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),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(chǎng)地影響明顯。直達(dá)波法或透射波法是波速測(cè)試的主要方法,對(duì)測(cè)試條件的依賴較強(qiáng)。淺層反射法和瞬態(tài)瑞雷波法是應(yīng)用較為普遍的淺層地震方法,實(shí)踐證明它們對(duì)淺層的反映能力存在著差別為保證淺層地震法的探測(cè)效果,對(duì)如何消除、壓制或削弱震動(dòng)干擾需要進(jìn)一步研究。
2.3重力法
重力測(cè)量受干擾較小,精度較高,為物探方法的輔助手段之一,在探測(cè)近地表地層不均勻性、空洞、小型地質(zhì)密度異常體和人工結(jié)構(gòu)的地下遺址等方面取得較好效果。但是在工作中應(yīng)注意考慮天氣,地形以及振動(dòng)影響。
2.4鉆孔彩色電視全孔壁成像技術(shù)
鉆孔彩色電視傘孔壁成像系統(tǒng)是能夠直接觀察鉆孔壁360°范圍圖像的新技術(shù),是將人們的視線直接延伸到鉆孔到達(dá)的地下巖體等地質(zhì)體內(nèi)部, 為準(zhǔn)確了解地下隱蔽工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了極其有效的測(cè)試手段。該成果的關(guān)鍵技術(shù)主要有:360°孔壁成像的實(shí)現(xiàn)、干涉光斑的消除、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、圖像處理軟件系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)等。
結(jié)語(yǔ)
物探方法是當(dāng)前工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用較為廣泛且實(shí)用性非常高的方法,隨著物探方法在工程地質(zhì)勘查中的發(fā)展應(yīng)用,使得我國(guó)工程地質(zhì)勘查的水平得到了顯著提升。然而就物探方法在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用的實(shí)際情況而言,要想進(jìn)一步提高物探方法的水平和工程地質(zhì)勘查的質(zhì)量和效率,加大對(duì)物探方法以及工程地質(zhì)勘查的分析研究力度不僅意義重大,而且迫在眉睫。
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