論微動勘探技術在巖土工程勘察中的應用研究

查晨 張鵬天

摘要：目前巖土勘察在中國已經(jīng)趨于成熟，不同的勘探技術發(fā)揮著不同的作用，不斷推動著中國工程建設的整體發(fā)展。其中，微動勘察技術作為不同勘探技術的代表，得到了業(yè)界的一致好評和關注。在各方勢力和市場的影響之下，本文結合巖土勘察的實踐案例和工作經(jīng)驗，對基于巖土工程勘察的微動勘探技術進行了探索，不僅具有很強的實踐價值，也有很好的發(fā)展意義。

關鍵詞：微動勘探技術;巖土工程勘察;應用研究

1.巖土工程勘察技術概述

到目前為止巖土勘察技術在中國已經(jīng)步入到相對快速的發(fā)展階段，各類技術陸續(xù)被研發(fā)，為建筑施工以及工程設計給予了很好的支撐。雖然整體發(fā)展良好，但對于地質復雜的條件，現(xiàn)有的巖土勘察技術還存在很多問題，這對巖土勘察技術既是挑戰(zhàn)，也是發(fā)展。當下國內的巖土勘察還存在以下技術問題：第一，體現(xiàn)在界面劃分中。從勘察結果來看：不管時軟結構還是地質構造，都存在不清晰、界面劃分模糊等問題。第二，體現(xiàn)在地質形態(tài)之上。就今天的巖土工程勘察技術而言：工作人員很難準確的界定地下構造物的類型與位置。第三，體現(xiàn)在巖土參數(shù)上。由于參數(shù)不夠準確，所以工作人員很難準確獲得土樣狀態(tài)，最后也將影響特殊土壤參數(shù)設計和粗顆粒土壤參數(shù)。第四，體現(xiàn)在技術人員的工作經(jīng)驗上，尤其是特殊情況下將難以處理。上面談到的巖土工程勘探問題和技術問題，只有從問題的本質上制定解決方案，才能從根本上提高巖土工程的勘察質量。

2.微動勘探技術在巖土工程勘察中的應用

2.1微動勘探技術的優(yōu)勢

為了讓微動勘探技術的作用最大化，必須從應用優(yōu)勢上下功夫。從技術優(yōu)越性來看：微動勘探技術根本沒有人工場域，更多的是被動源的勘探技術，即：在人為給予震源的狀態(tài)之下實施勘探作業(yè)，而地球與生俱來的微動波面信號則是此次勘探技術的動力。由于這些微動波面信號異常薄弱，所以人體很難感知到微波震動，它的振幅通?？刂朴?.0001mm～0.01mm間。要想記錄振幅，必須借助先進的設備才能達成。從微動信號源的類型來看：可以將它分成兩種截然不同的類型，即：大于1Hz和小于1Hz的微動。在此期間，如果頻率小于1Hz，說明這種微動源于各類自然生活，例如：海陸影響、大氣運轉等，這種類型的微動也就是經(jīng)常談到的長波微動;如果頻率大于1Hz，這種類型的微動則更多的來源于人體生活，例如：設備應用、汽車行駛等，都可能產(chǎn)生微動，這也是常時微動。上面談到的兩種不同的微動信號，借助地質構造進行散射，只要進入到觀測點的范圍就能被設備接收。與此同時，在散射期間，也會攜帶很多關于地下構造的信息，工作者結合微動信號提供的資料，從而得到對應的地下構造。

2.2合理應用嵌套圓形觀測技術

在建筑工程巖土勘察工作中，工作人員可利用單點觀測、剖面處理等措施，保證土壤資料的分析準確性、提升土壤數(shù)據(jù)的處理合理性。而微動勘探技術的相關設備則具有更高的應用價值，不同設備之間往往利用無線通信技術進行交互，單點采集觀測所需要的時間大概在12分鐘到20分鐘之間，而后以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎對數(shù)據(jù)進行排序統(tǒng)計。同時，微動勘探技術的單點觀測臺陣包括六臺工作設備，其中一臺工作設備為圓心，其余五臺工作設備則呈圓形均勻地分布在圓心周圍，圓心和其他五臺設備之間的距離都保持在1.5m到3m之間，才能取得最佳的勘察效果。為了避免微動勘探技術中出現(xiàn)勘探盲區(qū)，工作人員應確保圓形的半徑不變，利用嵌套圓形觀測系統(tǒng)的優(yōu)勢，提升勘探的有效性。

2.3確定建筑場地類別

工作人員還可以利用微動勘探技術確定建筑場地類別，判斷建筑場地類別的時候，工作人員需對地層信息中的橫波速度進行分析，確定某個深度土層的等效剪切波速，再根據(jù)該土層的深度進行計算，即可判斷建筑場地的類型，在巖土工程勘察工作越來越完善的。除了正向應用之外，根據(jù)微動資料進行反向推導從而明確地下介質的橫波速度結構的做法，正在逐漸成熟并受到認可。常見的波速測試方法大致可以分成三種，它們的區(qū)別主要就在于參考數(shù)據(jù)不同，工作人員可通過微動相速度曲線、H/V曲線、微動相速度曲線和H/V曲線等進行反向推導，而這其中以微動相速度曲線推導技術最為常用。

2.4巖土地層分層

不同的巖土地層有著截然不同的特征，工作人員在處理的時候所應用的技術側重點也就不同，微動勘探技術的地層劃分標準為深度Vx等值線圖，而后根據(jù)量譜、頻率相速度等對相關內容進行解釋。想要提升微動資料解釋準確度，可以采取土層特征分析比對的方法，確定微動勘察過程中鉆孔位置和比對點的合理性，在此基礎上確定這些點的曲線特征，并根據(jù)場地土層的實際特點進行屬性分析，保證微動資料的有效性。另外，層位不同、參照輔助圖件的重點也有所差異，根據(jù)實際工作經(jīng)驗來看，針對風化巖面或者基巖面，主要應側重觀測其頻率H/V比值等值線圖，而針對軟弱性透鏡體則應以能量譜占比等值線圖作為分析重點，只有牢牢把握住了分析的重點對象，才有可能保證分析的準確度，才能更好地理解層位特征。同時，在微動勘察工作中可能會遇到一些比較特殊的地質結構，這些地質結構會造成波面?zhèn)鞑ギ惓５那闆r，工作人員只需要對Vx剖面圖進行分析即可判斷出成因。

2.5風化殘留體探測

巖漿地區(qū)球狀風化是巖土勘察工作中十分常見的現(xiàn)象，但由于這類地質現(xiàn)象往往比較隱蔽，一些工作人員可能未能及時發(fā)現(xiàn)它，出現(xiàn)設計失準、數(shù)據(jù)誤差，甚至可能導致建筑物結構的嚴重質量，比較常見的質量問題有鉆孔施工難以進行、灌注樁斷裂、建筑物主體結構不均勻沉降、工程結構開裂等。具體問題分三個方面：第一，在工程施工涉及到預應力管樁的時候，壓樁動力已經(jīng)達到設計的動力標準，但是樁基礎往往無法進入持力層，這樣一來在停止施加壓力的情況下，樁基礎底部將停留在孤石當中無法寸進，給后續(xù)施工帶來巨大的質量風險。第二，在灌注樁施工當中，球狀風化體將會導致鉆孔施工難以進行，出現(xiàn)鉆頭損耗、卡鉆問題的幾率比常規(guī)施工更大，這顯然不利于建筑工程的施工。第三，在建筑工程采取淺基礎結構時，球狀風化體本身的壓縮性與其他地質結構有較大差異，位于其上的建筑物必然會發(fā)生開裂及不均勻沉降問題，可能會使建筑物失去應有的使用價值。因此，工作人員務必要利用好微動勘探技術，對球狀風化體進行準確探測，根據(jù)球狀風化體和周邊正常巖土結構性質上的差異進行分析比對，找出異常體位置并查證確認。

參考文獻：

[1]賈慧濤，劉楊.微動勘探方法技術研究及其應用[J].安徽地質，2019

[2]李葉飛，智能微動勘探在地質調查中的應用探索[J].世界有色金屬，2019

作者一：姓名：查晨（1984.03～），性別：女，籍貫（安徽省廬江縣），單位：中國石油集團東方地球物理公司震源服務中心，職稱：助理工程師，學歷：大學本科（2002級工學學士），研究方向：人力資源管理。

作者二：姓名：張鵬天（1978.01～），性別：男，籍貫（甘肅省會寧縣），單位：中國石油集團東方地球物理公司震源服務中心，職稱：助理工程師，學歷：大專（函授），研究方向：工商管理。