論物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

張宇文

江西省煤田地質(zhì)勘察研究院

論物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

張宇文

江西省煤田地質(zhì)勘察研究院

物探方法在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用，具有探測(cè)深度淺、探測(cè)精度高、施工場(chǎng)地要求低等特點(diǎn)，能切實(shí)提高我國(guó)工程地質(zhì)勘察水平。目前，常應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察的物探方法主要有電法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探，深入分析這些方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，能有效提高工程地質(zhì)勘察水平，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。鑒于此，本文主要針對(duì)物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行分析與闡述。

物探方法；工程地質(zhì)勘察；應(yīng)用

1、物探技術(shù)概述

工程物探技術(shù)是以地下巖土層(或地質(zhì)體)的物性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)儀器觀測(cè)自然或人工物理場(chǎng)的變化，確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍(大小﹑形狀﹑埋深等)并測(cè)定巖土體的物性參數(shù)，達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的一種物理勘探方法。該技術(shù)有以下4個(gè)特點(diǎn)：(1)勘察采用了鉆探﹑室內(nèi)測(cè)試﹑高密度電法﹑地質(zhì)雷達(dá)﹑鉆孔聲波測(cè)試﹑電磁波CT﹑數(shù)字鉆孔攝像等多項(xiàng)工程手段相結(jié)合，對(duì)查明巖溶裂隙發(fā)育強(qiáng)烈﹑有多種巖體軟弱破碎帶﹑地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地質(zhì)體是完全可行的，其精度可完全滿足勘察要求。(2)各種工程物探技術(shù)都有它的適用性與局限性，應(yīng)根據(jù)被探測(cè)的目的層或目的物的埋深﹑規(guī)模及其與周邊介質(zhì)的物性差異，合理地選擇一種或幾種有效的工程物探方法。(3)正式開(kāi)展工程物探工作之前，應(yīng)認(rèn)真做好前期試驗(yàn)工作，認(rèn)真對(duì)比研究，選擇采集方案和最佳的采集裝置，這是保證勘探成果質(zhì)量的前提條件。(4)工程物探成果應(yīng)該通過(guò)與鉆探﹑原位測(cè)試﹑試驗(yàn)成果進(jìn)行對(duì)比﹑驗(yàn)證，并建立相對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，從而建立起一系列定量分析﹑判斷標(biāo)準(zhǔn)，使工程物探技術(shù)和成果更好地應(yīng)用于巖土工程專業(yè)。

2、工程地質(zhì)勘察的重要性

通過(guò)地質(zhì)勘察，可以為建筑工程提供相應(yīng)的項(xiàng)目資料，因而此項(xiàng)工作有著非凡的重要性。一般而言，此項(xiàng)工作由三個(gè)過(guò)程組成，第一為選址勘察，第二為初步勘察，第三為仔細(xì)勘察，地質(zhì)條件不一樣，也就需要不同的步驟，簡(jiǎn)單的構(gòu)造需要的步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，復(fù)雜的構(gòu)造需要的步驟相對(duì)復(fù)雜。就選址勘察而言，是大型建筑工程必然的階段，如此，可以判定場(chǎng)地和建設(shè)項(xiàng)目是否對(duì)應(yīng)。一般而言，選址勘察需要先就工程的地質(zhì)實(shí)際進(jìn)行搜集，然后結(jié)合資料再研究地質(zhì)條件實(shí)際，如此才能將合適場(chǎng)地選定出來(lái)進(jìn)而進(jìn)行之后的勘察。就初步勘察而言，指的是場(chǎng)地選定之后所做的勘察，通過(guò)這項(xiàng)工作能夠?qū)?chǎng)地的穩(wěn)定性實(shí)際進(jìn)行判斷，從而對(duì)建筑分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且在這個(gè)工程中論證一些不良地質(zhì)現(xiàn)象工程的防治工作。就詳細(xì)勘察而言，其目的是針對(duì)設(shè)計(jì)施工圖需要資料而必然選擇的工作。

3、物探方法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

3.1 電法勘探

電法勘探通常觀察觀測(cè)點(diǎn)深度和電阻率變化，進(jìn)而分析出巖層分布規(guī)律，普遍應(yīng)用于勘測(cè)較厚巖層。近年來(lái)，很多城市應(yīng)用了相對(duì)靈活的高密度電阻率法，該法能詳細(xì)的對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，有效勘測(cè)地下管道。一般勘測(cè)方法難以分清巖層分布規(guī)律，但電法勘探可通過(guò)電極裝置勘測(cè)到大范圍巖石分布規(guī)律，并分清巖層是否水平或輕微傾斜。此外，根據(jù)供電電極間的距離差異，可勘測(cè)不同深度巖層，而且通過(guò)不同電阻率，能了解不同巖層中詳細(xì)的分布情況。目前，在實(shí)際地質(zhì)勘察中，電法勘探已取得了一定效果，尤其是工程建設(shè)，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電法勘探在工程地質(zhì)勘察中將會(huì)充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.2 地震勘探

地震勘探主要有兩種方法，即反射波法和折射波法，其原理是通過(guò)觀測(cè)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，明確地下反射面或折射面的深度與地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)﹑性質(zhì)等，即利用地下介質(zhì)彈性和密度差異，根據(jù)大地對(duì)地震波的響應(yīng)，有效推斷地下巖層的形態(tài)和性質(zhì)。與其他物探方法對(duì)比，地震勘探精度高，深度可達(dá)數(shù)十米到數(shù)十千米，而且解釋成果單一，但需要較高的成本。在覆蓋層探測(cè)中，淺層折射波法具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能有效勘探隱伏構(gòu)造﹑空洞等，并已取得良好的應(yīng)用效果，但該方法極易受工程施工場(chǎng)地影響。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地震勘探分辨率逐漸提高，更加有助于精細(xì)研究地下構(gòu)造，詳細(xì)了解地層構(gòu)造和分布，進(jìn)而為工程建設(shè)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

3.3 重力勘探

重力勘探是物探方法之一，指的是根據(jù)地殼各種巖體﹑礦體間的密度差異，通過(guò)地表變化對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察的方法。該方法以牛頓萬(wàn)有引力定律為基礎(chǔ)，具有受干擾小﹑精度高等特點(diǎn)，只要勘探地質(zhì)體和周圍巖體的密度差異，就能利用精密儀器明確重力異常，如重力儀﹑扭秤等重力測(cè)量?jī)x器。目前，重力勘探已在工程地質(zhì)勘察中廣泛應(yīng)用，并取得了良好的勘察效果，而且結(jié)合擬建區(qū)地質(zhì)和其他相關(guān)物探資料，可有效推斷覆蓋層下的礦體性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造情況，從而為工程建設(shè)提供切實(shí)依據(jù)。但是為了確?？辈煨Ч目茖W(xué)性﹑準(zhǔn)確性，應(yīng)用該方法時(shí)必須全面考慮擬建區(qū)天氣﹑地形和振動(dòng)情況。

3.4 磁法勘探

在自然界中，巖石和礦石具有一定的磁性，可產(chǎn)生使局部地區(qū)發(fā)生變化的磁場(chǎng)，即出現(xiàn)地磁異?，F(xiàn)象。通過(guò)采用相應(yīng)的儀器可發(fā)現(xiàn)和研究地磁異常，從而有效研究該地地質(zhì)構(gòu)造，這種方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常應(yīng)用的物探方法之一，可用于勘探礦產(chǎn)﹑工程地質(zhì)等，目前該勘探方法已廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察，并取得了良好的地質(zhì)勘察效果。在工程地質(zhì)勘察中，磁法勘探的應(yīng)用主要包括：進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)，研究并確定斷裂帶﹑基底構(gòu)造﹑破碎帶等。

總之，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展趨勢(shì)，而在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中，工程地質(zhì)勘察具有重要的作用，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源資源開(kāi)發(fā)，尤其是工程建設(shè)。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)日新月異，各種勘察方法廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察中，如物探方法，這些技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察水平，從而促進(jìn)了工程地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行。物探方法是現(xiàn)代工程地質(zhì)勘察中的常用方法，也是提高勘察水平的重要手段，具有準(zhǔn)確﹑快速﹑不損傷探測(cè)等特點(diǎn)，所以，必須加大物探方法研究力度，從而有效促進(jìn)工程地質(zhì)勘察和我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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