水文、工程与环境物探(绪论)ppt课件

1、工程与环境地球物理勘探Engineering & Environmental Geophysical Exploration绪论 一、地球物理勘探方法的特点及分类 1什么是地球物理勘探？ 2地球物理勘探的根本特点； 3地球物理勘探方法的分类。 二、地球物理勘探在水文、工程与环境地 质勘察中的运用 三、水工环物探的特点 四、水工环物探的现状与开展趋势(1). 什么是地球物理勘探？ 地球物理勘探简称为“物探，是用物理的方法经过察看和研讨各种地球物理场的变化来处理地质问题的一种勘查方法。它是根据地下岩层在物理性质上的差别并借助一定的安装和专门的物探仪器，丈量物理场的空间与时间分布情况，并经过

2、分析和研讨物理场的变化规律，结合相关地质资料推断出地下一定深度范围内地质体的分布规律及物理属性，为地质勘探、工程勘察、环境调查及地下资源分布规律的研讨提供根据。此外，地球物理探测技术还可用于工程施工质量的检测和监测。(2). 地球物理勘探方法的根本特点 1地球物理勘探是一种间接的勘探方法； 用钻机或其它的机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法或称为侵入方法，invasive method)。 物探无须从地下取出岩样，而是经过运用专门的仪器配备在地面或钻孔中察看由地下介质引起的某种物理场的分布形状，搜集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而

3、提示地球内部介质物理形状的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资源的分布及赋存形状、查明地质构造；在工程勘察与检测方面不会对勘探对象呵斥破坏。 (2)物探任务具有效率高、本钱低的特点； 以往的物探任务为矿产资源的调查、水文地质及工程地质任务提供了大量的、获得实际检验的重要资料；尤其是在覆盖地域对研讨地质构造、指点勘探、成井等方面发扬了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工本钱，提高了水文地质钻孔的成井率。 在工程勘察方面正确采用物探的方法，不仅可以减少钻探任务量，而且还能提高勘探精度。 3物探任务相对而言能从整体上了解隐伏的勘探目的的全貌，防止钻孔勘探一孔之见的弱点； 物探任务能提供勘探区域内二维

4、、甚至三维的地下岩溶分布形状，抑制钻孔一孔之见的具限性。跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完好性，能从整体上评价岩体的完好性与根底的稳定性。 4物探任务有其本身的局限性，物探方法的应器具有条件性； 物探方法的运用总是遭到一定的地质及地球物理条件的限制。物探任务能否有效地处理地质问题，首先决议于探测对象与围岩之间能否存在物理性质上的差别以及使物理场分布形状及强度发生足够的变化的体积；即要求探测对象要有一定的规模、且埋深不太大，以产生现代仪器可以发现和圈定的地球物理异常；其次，物探任务的效果还受地形条件的影响、勘探场地的局限、地表覆盖层的性质及厚度、以及勘探现场的噪声与地质环境中的一些干

5、扰体的影响； 5物探资料的反演解释具有多解性，其解释结果具有一定的概略性和近似性； 1、多解性：由于同一物理景象或者说同一性质的物理场的分布可以由多种不同的要素引起。例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目的体电阻率值的变化引起，也可由其体积变化或埋藏深度变化引起；对其它物探资料异常的反演解释也是如此。这反映了物探资料解释具有多解性。要抑制物探资料解释的多解性，就必需将其与钻井资料或地质资料相结合进展推断解释，必需掌握一定的地层岩矿石的物性参数。 2、近似性及概略性：影响物探资料解释精度的主要缘由有：物探仪器本身的观测精度总是有一定的限制， 其观测数据必然带有一定的误差；由于受观测系统的

6、影响和限制，观测数据的 空间有限；3. 环境要素的干扰 影响使观测数据不准确；4. 实践地质条件的复杂性以及地质体的物理性质和外形、产状要素的多变性的影响；5. 正演与反演的数学物理方法的程度有限。 (3). 物探方法的分类1.按任务原理可分为:重力勘探(gravimeter method)、磁力勘探(magnetic method)、电(磁)法勘探(electric or electromagnetic method)、地震勘探(seismic method)、放射性勘探(radioactivity method)等；2.按任务场所可分为：航空物探、地面物探、海洋物探及井中物探；3.按勘探对

7、象的埋藏深度可分为:深部物探、中深部物探、以及近地表物探；4.按用途可分为：金属、非金属物探、石油及天然气物探、煤田物探、以及水文、工程、环境物探。 不存在一种对一切地质问题都有效的地球物理方法，各种不同的地球物理方法与技术有一定的互补性；可以综合运用多种地球物理方法处理复杂的地质问题。二、地球物理方法在水文地质、工程地质及环境地质勘探中的运用 1. 区域性地质调查 其目的是为地域城市规划提供第一手资料。其内容包括：查明区域内主要断裂构造，主要岩土层展布、基岩风化情况，建筑物根底的主要持力层的分布、埋深、厚度和地震小区划等。 2. 工程地质环境调查 为工程选址和工程设计提供根底工程地质资料包括

8、构造、岩层分布、不良地质景象及岩土力学参数等；对工程周围能够出现的地质灾祸包括滑坡、岩溶塌陷、泥石流、地下工程的涌水和塌方等进展预测。实例古河道探测GPR 断面地质雷达滑坡调查剖面某电站坝基CT丈量速度等值线图等值线间隔为200米/秒，该图表示了横穿河床底部断面的基岩速度分布情况。3.工程施工质量的检测和监测及工程现状检测 高速公路路面的铺设质量，铁路、公路、及水电站引水隧洞的衬砌质量，洞壁附近岩层中隐藏的地质问题，高填方碎石路基的边坡稳定性等工程施工质量的检测；各类工程建筑的桩根底的质量的无损检测；评价强夯碎石桩复合地基软基处置的施工质量；对现有工程公路、铁路根底、机场跑道，桥梁、隧道，水利

9、设备等的现状及隐患等进展探查、监测和评价。地下管、线及其它埋设物的探测。混凝土浇铸质量超声CT检测结果钢筋反射隧道衬砌检测不密实隧道衬砌检测完好摩擦桩实际波形表示图摩擦缩颈桩实际波形表示图摩擦扩颈桩实际波形表示图 4.工程施工或巷道掘进过程中的超前预告 如公路、铁路隧道及城市地铁工程施工过程中对掌子面前方不良地质景象如溶洞、断裂构造带、沙层及软土层的探查及围岩分级等。 深基坑及坝基开挖时脆弱夹层探查，大闸高边坡构造裂隙和卸荷裂隙的探查等。 L (mm) p S 空洞反 射波组 TSP隧道超前预告GPR隧道超前预告GPR隧道超前预告5.在水文地质调查中的运用 1在区域水文地质调查中的运用 2在水

10、文地质普查中的运用 3运用于寻觅山区基岩中的地下水 4运用于平原堆积覆盖区找水 5在勘定古河道水源中的运用 6在探测岩溶储水构造中的运用 7在滨海地域寻觅淡水资源 8勘察地热资源 9地下水资源的评价与管理 10为水灾治理提供效力 6.在环境地质方面的运用(1)运用古地磁研讨全球古环境与古气候的变化方式 古地磁学是根据岩石磁性的记忆功能，经过不同年代、不同地层岩石标本的古地磁测定，研讨古地磁场的极性变化，从而为地质学及古地理学研讨中古环境的恢复提供证据；经过研讨古土壤到现代黄土之间磁学性质的详细变化特征，可以提示古代气候的变化方式。2现代环境地量变化的调查 用地球物理方法探测活动构造，对滑坡进展

11、监测与调查，地面塌陷、地裂痕、地面沉降的成因调查与监测，矿山采空区的探测与圈定等。 城市地下水污染、海水入侵、放射性污染等问题的调查、检测及预告。 用于极地冰川观测,准确测定冰雪覆盖层的厚度及冰冷地域冻土层厚度。7.考古及文物维护方面的调查三、水工环物探的特点1大部分对象是浅、小的物体，探查深度从几十厘米到几十米，要求探测的分辨率高、定量解释精度高；2不仅要求搞清探查对象的分布规律，还要求查明单个对象如溶洞的空间位置；3与工程及环境地质任务结合严密，探查资料通常要用于设计或施工，时间上衔接紧，这通常使得探测结论能及时得到验证和反响，对物探工作的结论要求高。4探查对象复杂。浅、小的物体规律复杂，近地表的地质条件和物性也不均匀，各向异性严重，甚至物性出现延续性渐变的情况。资料的定性及定量解释带来许多困难。四、水工环物探的现状与开展趋势 从二十世纪80年代到90年代，水文、工程与环境地球物理勘探从配备上和技术上都有很大的开展。当前地球物理勘探所采用的仪器大都已数字化，仪器的丈量精度以及野外使用的方便程度都有相当程度的提高；地球物理资料的现场数据采集与数据处置大都已实现微机化。一些新的物理参数已得到广泛运用，