電磁波層析成像技術(shù)的邊坡工程地質(zhì)勘察研究

何忠良

摘 要：我國(guó)不同地區(qū)的地質(zhì)條件不同，由于自身原因，一些復(fù)雜的邊坡工程很容易發(fā)生多種崩塌、落石等自然災(zāi)害。多變的地質(zhì)條件在很大程度上影響了地質(zhì)工程勘探工作，對(duì)地質(zhì)勘察的工作人員來說也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。電磁波層析成像技術(shù)是一種新型的地質(zhì)勘察工具，它可以在地質(zhì)邊坡工程區(qū)域進(jìn)行全方位的層理分析，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段判斷該地區(qū)的地質(zhì)條件。在工作過程中，運(yùn)用電磁波層析成像技術(shù)對(duì)勘察的地質(zhì)巖層和巖體的地質(zhì)工程問題進(jìn)行分析，全面分析電磁波層析成像技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，進(jìn)而為工程的推進(jìn)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)保障。

關(guān)鍵詞：電磁波層析成像技術(shù)；邊坡工程；地質(zhì)工程；地質(zhì)巖層

中圖分類號(hào)：TU195+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.153

20世紀(jì)初期，世界上許多國(guó)家已經(jīng)開始研究電磁波層析成像技術(shù)，這類技術(shù)的出現(xiàn)為人類發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)條件。到20世紀(jì)末期，國(guó)內(nèi)的一些高校才逐漸應(yīng)用電磁波層析成像技術(shù)，通過對(duì)人才的培養(yǎng)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累逐漸認(rèn)識(shí)到該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在，礦產(chǎn)資源、水資源、石油和天然氣的開采等都要依靠電磁波層析成像技術(shù)。由于我國(guó)國(guó)土面積大，其跨越的地質(zhì)條件也多種多樣，電磁波新科技的引進(jìn)強(qiáng)有力地保證了地質(zhì)開采的安全性，為研究開采條件提供了關(guān)鍵的技術(shù)指引。

1 電磁波層析成像技術(shù)

電磁波勘探是電磁波在不同的介質(zhì)中傳播，通過其傳播速度和其他數(shù)據(jù)來判斷該地區(qū)地質(zhì)條件、巖層情況的一種技術(shù)。電磁波通過巖石、水資源和石油等時(shí)，其傳播受到了一定的阻礙，這時(shí)候，電磁波的衰減就會(huì)有數(shù)據(jù)顯現(xiàn)出來。通過比對(duì)可以發(fā)現(xiàn)，這一區(qū)域是否存在客觀的礦產(chǎn)資源，同樣，也可以判斷該地區(qū)的巖體情況，例如巖層是否堅(jiān)硬、巖體是否保持完整等，都可以通過電磁波層析成像技術(shù)形象地展現(xiàn)出來。這樣就能判斷目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)是否會(huì)對(duì)工程造成危害，進(jìn)而為提出開采條件奠定技術(shù)基礎(chǔ)。為了精確了解地質(zhì)環(huán)境，剖析其地質(zhì)內(nèi)部構(gòu)造等，工程團(tuán)隊(duì)前期就會(huì)采用電磁波層析成像技術(shù)勘察目標(biāo)山體，通過發(fā)射一定頻率的電磁波掃描周圍山體，巖層內(nèi)部會(huì)對(duì)電磁波有反射或者減弱電磁波的強(qiáng)度。這樣，得到的數(shù)據(jù)按照電磁波變化規(guī)律就可以反映地質(zhì)體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

2 地質(zhì)勘查區(qū)域的現(xiàn)狀分析以及測(cè)試

在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，我們可以看到一些高邊坡地區(qū)的巖層發(fā)育比較多樣，其邊坡經(jīng)過常年的人工開采和風(fēng)吹雨打，已經(jīng)逐漸失去了本身的穩(wěn)定度，斷裂構(gòu)造、是否保持了巖體的完整性等問題都會(huì)影響工程建設(shè)的位置和規(guī)模。由于邊坡地帶是事故多發(fā)區(qū)，植被的缺少對(duì)地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成了很大的危害，部分地質(zhì)環(huán)境的缺失會(huì)影響到整體的地質(zhì)條件。因此，在分析地質(zhì)勘察區(qū)域時(shí)，要注意多發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。崩塌、碎石等情況的出現(xiàn)在一定程度上影響了邊坡工程的勘探安全。對(duì)于有更高要求的建設(shè)性工程，會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境復(fù)雜而中斷，其所要求的特殊性得不到保證，從而影響工程進(jìn)度。所以，選擇一種安全、合理的勘察技術(shù)，將該地區(qū)的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)及時(shí)從數(shù)據(jù)中反映出來，才是對(duì)勘察工作負(fù)責(zé)的態(tài)度。

在測(cè)試目標(biāo)巖體的過程中，要注意方法得當(dāng)，采用合理的安全保障制度，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)要合理放置在地質(zhì)條件穩(wěn)定的區(qū)域。在對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行采點(diǎn)鉆孔的過程中，要方法得當(dāng)，保證好人員安全，這是地質(zhì)勘察的基本要求。在測(cè)試過程中，要及時(shí)、準(zhǔn)確整理數(shù)據(jù)，絕不能馬虎了事，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度關(guān)系著整個(gè)工程的成敗。

3 電磁波層析成像的地質(zhì)解釋

電磁波層析技術(shù)主要是通過分析介質(zhì)的吸收系數(shù)來觀察局部地質(zhì)的差異情況，綜合分析地質(zhì)的破碎帶、巖層、層理發(fā)育程度，通過對(duì)比數(shù)據(jù)就能判斷巖體的完整性，而這些數(shù)據(jù)能進(jìn)一步說明該地區(qū)的巖層厚度以及其穩(wěn)定度。這對(duì)于工程的建設(shè)判斷有很重要的影響。下面，筆者就本題目舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明。場(chǎng)地勘探是勘察工作的一部分，我國(guó)現(xiàn)如今的地質(zhì)勘察技術(shù)發(fā)展比較快，取得了一定的進(jìn)步，國(guó)家地震局也會(huì)判斷部分區(qū)域的地質(zhì)條件。在對(duì)某體育館進(jìn)行勘探時(shí)，一共安置了6個(gè)層析成像鉆孔，11個(gè)破面，使用合適的電磁波CT儀，通過一定時(shí)期內(nèi)的作業(yè)對(duì)比數(shù)據(jù)，從而得到該地區(qū)的風(fēng)化帶和局部不穩(wěn)定地帶的具體位置，為該體育館的選址打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。只有前期做好這些基礎(chǔ)性準(zhǔn)備工作，才能有效預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，工程開工之前，要做好準(zhǔn)備工作，并且結(jié)合地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)及時(shí)做出調(diào)整，避免引發(fā)嚴(yán)重的事故，造成不必要的損失。

4 發(fā)展和建議

目前，電磁波層析成像的運(yùn)用一般是靠電磁波在介質(zhì)中傳播來進(jìn)行的。但是，在通過某些敏感區(qū)域時(shí)，并不能保證數(shù)據(jù)百分之百的精準(zhǔn)，在相鄰最快路徑周圍的低速在波段敏感區(qū)域并不能保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。這樣，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)與計(jì)算之間存在誤差。這時(shí)候引進(jìn)的散射理論就在一定程度上彌補(bǔ)了一些缺憾，作為一種興起的層析技術(shù)，相信在未來的走向中能夠給地質(zhì)勘察帶來新的提升。作為勘察工作中最重要的載體，儀器設(shè)備是完成各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)性保障，但是，我國(guó)的電磁層析儀器還與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距，在一些細(xì)節(jié)把握上做不到十全十美，所以，未來我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電磁層析儀器的研制，保證好多種地質(zhì)勘察工作的正常運(yùn)行和精準(zhǔn)工作。電磁層析成像是一項(xiàng)國(guó)家性的基礎(chǔ)性工程，在礦產(chǎn)開發(fā)、資源勘探和建設(shè)選址等方面都需要這樣的科學(xué)技術(shù)支撐，只有判斷該地區(qū)的裂隙發(fā)育程度，破碎地帶和一些風(fēng)化帶的具體區(qū)域，才能為工程選址打下良好的基礎(chǔ)。

5 總結(jié)

當(dāng)前，我國(guó)的電磁波層析成像技術(shù)處在發(fā)展階段，在其運(yùn)行過程會(huì)出現(xiàn)許多問題。作為一項(xiàng)重要的科學(xué)技術(shù)，我國(guó)要加大對(duì)電磁波層析成像技術(shù)的投入，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，不斷更新電磁波層析成像儀器的制造，讓這些儀器朝著精準(zhǔn)化的方向發(fā)展，避免出現(xiàn)一些無法挽回的損失，從而為我國(guó)的地質(zhì)勘探、經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

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