物探方法在工程地质勘查中应用探究

1、物探方法在工程地质勘查中应用探究摘要物探法作为一种可以精确勘查地质的方 法，是当前工程地质勘查中使用最广泛的手段之一，同时， 相比传统的工程地质勘查方法，也是一种延伸和发展。在传 统的地质勘查中，一般通过勘查点或者地质点钻孔中获取第 一手原始资料，将其作为后续地质研究的基础和资料，利用 传统的物探方法，仅仅对于地质勘查点较为浅的位置有效， 对于深度的地质研究部分，不具备很高的勘查精度，而物探 法则可以很好地解决这一问题，通过借助先进仪器建立高密 度观测网，来进行间接观测，通过物探法不仅满足了深度地 质的勘查工作，还弥补了传统方法对于深度勘查失效的问 题，提高了地质勘查的准确性和可行性。本文通过

2、分析物探 法在实际勘查中的应用，来显示物探法的优越性。关键字工程地质勘查物探法应用研究中图分类号p5 文献码b 文章编号1000-405x(2013) -3-129-20前言'物探法”其全称为地球物理勘查，在建国以来，物探 法在开发我国能源、环境保护、工程建设等领域做出了重要 贡献。伴随着新世纪的到来，工程建设技术飞速发展，人们 对于能源与环境的可持续发展日益重视，为了尽可能满足我 国的经济又快又好发展，最近几年来，物探法在资源勘查、 环境保护、工程建设中不论是在勘查技术的改良、仪器设备 的更新都取得了长足的发展，为社会主义建设贡献了自己的 力量。传统的地质勘查中，一般分为以下几个步骤

3、：确定钻 探点、取土并进行贯入式实验、桥式静定力探测等若干步骤, 即便是在浅距离的勘查中，这些方法也有各自的使用条件， 往往采用一种勘查方法是不能解决实际问题的，利用多种方 式互相补充，才能达到勘查效果的最大化。1地质勘查中物探法的特点针对于复杂地质条件下引发的电场、地震能量、磁场、 重力、低热、高能物理场等各种物理变化，可以考虑选取电 测发、地震观测法、磁场法、重力、温度测定等多种方式， 在具体的勘查中，必须保证考虑勘查的环境，在陆地、水域、 巷道等不同地质条件下的诸多岩土工程、环境问题，其中包 含地下水资源勘查、地质构造分析、滑坡、断层、埋藏物、 物质的理化特性等问题。物探法在上述勘查中，

4、具有效率高、 经济可靠、施工方法灵活、原始资料丰富等优点，可以取得 良好的勘查效果，其具体的特点如下：1.1工程地质探测深度较小在工程设计中，一般探测的深度均为第四纪土壤，在地 质构造中，属于浅表层，也就是说，地质勘查的深度最大不 超过百米，一般为几十米左右。1.2工程地质中探测精度较高最近几年，伴随着我国城市化进程的不断加速，在城市 工程建设中，其对工程地质的要求日益严格，特别是高层或 者超高层建筑的不断兴建，使得这一标准更加严苛，工程建 设部门认为城市工程建设中的物探方法应该具有较高精度， 其工程探测的深度必须同平面位置的误差控制在厘米以内。1.3工程地质勘查的施工作业半径较小为了适应快速

5、发展的经济需求，最大程度加速经济发 展，物探法在具体的应用中，承担着工程地质勘查、工程测 试等诸多任务，上述任务一般要求在十几天内全部完成，并 且要保证勘查的精确性和可行性，如果是在一些工程抢险项 目中，则要求在几个小时内提供工程地质评估结果。2在地质勘查中，常用的物探技术工程方法及其原理2. 1通过电测发进行勘查电测发的基本原理是通过观测测量点深度随着深度加 大而电阻变化的规律，通过电阻变化的规律来推测地质构造 特点，是研究地质构造中，针对于不同深度的地质构造特点 的一种具体方法。在研究地质覆盖面厚度以及岩层特性变化 的重要方法。在传统的电测发基础上，最新研发的高密度电 阻变化测发，是在传统

6、电测发上的一大飞跃，在城市工程中, 通过获取浅层导电信息，在具体的地质结构划分、地下管网 的规划中具有重要作用。其具体的研究对象为，具有不同电 阻率的水平岩层，最有利的方式是对于倾斜角不大的岩层， 在测量中，必须确保目的层和周围的物质在物质构成上存在 显著差异，通过一定的装置来观测电阻率的分布规律，从而 达到了解地下岩层结构本质的目的。2. 2电剖面方法上述提到的电剖面法同电探测方法在本质上并没有很 大的差别，均是研究人工制造的电场在地下分布规律为主要 依据，是当前广发使用的一种方法。在使用中，一般同电剖 面发配合使用，对于研究工程地质中的岩土面起伏规律、断 裂带分布位置等方面效果明显。具体的

7、观测方法分为：四极 对称方式、剖面联合等若干方法，电发测探地质，主要勘查 对象为沉积岩，在利用电法勘查中，考察岩土的电极差异是 进行电法勘查的物理前提。在勘查中，影响电阻率的主要物 理因素为：岩土层的含水率、岩层水溶液的矿化程度、水溶 液的存在机理。如果观察到水溶液在岩层中的存在方式及联 通方式存在明显差异时，则此时的电阻率影响较小，反之， 如果呈现明显的互相联通状态，则会使岩层的电阻率大为降 低。所以，在同等含水的前提下，不同的矿物化程度直接导 致电阻率的差异。尤其是在沉积岩中，在含水条件下，电阻 率可高达数千万，另外，岩石的孔隙率也会一定程度上也影 响电阻率，比如：孔隙率过大，导致岩石渗透

8、能力降低，使 其电阻降低。2.3对于地震能量的勘查对于地震波的勘查，主要分为波反射法及折射法。其具 体的勘查原理为：依据折射波或者反射波在时间序列上的变 化规律，来研究低下震动区域的反射或折射深度以及地表构 造形态和性质。地震波勘查法，和其他的物探方法相比，具 有探测精度高、成果单一的优点，但是唯一的缺点在于探测 成本较高。我们在物探中所能看到的是经过一定校正以后， 所呈现的反射波或折射波的时间剖面。运用物探法进行探测 的结果同其他方式的探测结果一样，由于受理化指标的影 响，不同的地质结构的波形可能相近，而对于相同地质结构 的地质体，由于应力分布不均匀也导致波速可能不同。浅层 折射法在地质物探

9、中具有明显的技术优势，并且，在空洞构 造、考古探查中也有成功应用，但是，由于受到施工作业半 径的影响，目前的推广还不是很广泛。3物探方法在未来地质勘测中的发展展望3. 1物探技术方法展望考虑到在工程实际中，要考虑工程地质的地质审核及检 验问题，因此探测技术必将得到进一步的提高，尤其是目前 处于研发状态的多层波理论将得到进一步的应用，探测技术 必将得到进一步改善与提高，人类可操控的波场范围将会越 来越宽，电磁波普中可供利用的范围从纯直流推广到雷达方 面，弹性波普分析将向超声波领域扩张。其中，声呐法、地 震映射法、高密度电阻率法、电测剖面法等探测方法将得到 快速发展，自动数据采集技术将日益活跃。3

10、. 2物探法中物探设备的发展在复杂地质条件下，要求地质勘查工作必须要求物探设 备具有良好的防尘、防震、防潮等特性，为了进一步提高仪 器设备的智能化发展，要使其具备在大范围内的信号捕捉能 力，设备将向着多功能复合化发展，所检测的数据将更加权 威、精确，还要促进各种物探法的综合运用。4小结通过上述分析，对物探法中的各个不同的探测原理及方 法的掌握，有助于我们正确使用物探结果参数，从而提高对 于各种物探方法下的工程地质认识。考虑到物探中影响因素 的复杂性，对于相似的物探曲线并不能代表所探测结果的正 确性，而对于相同的地质体，利用不同的物探方法，在不同 的探测条件下，可能得到不同的探测结果。对于地质构造理 论研究来讲，物探结果是重要的参考依据，正确使用物探参 数，必将极大地提高地