工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用前景還是比較廣泛的

摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步，物探工程技術(shù)也在不斷的發(fā)展，并且已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用到巖土工程當(dāng)中。目前，工程物探技術(shù)就是對現(xiàn)有的地質(zhì)資料進(jìn)行分析與觀測，并且對觀測結(jié)果計算與分析，從而對測試地點的巖士情況進(jìn)行了解，以此有效解決存在的問題，工程物探技術(shù)很好的解決了巖土工程中的問題，應(yīng)用前景非常廣闊。本文對物探工程在巖土工程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定分析與研究，對應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。

那么在工程物探中物探方法能夠我們解決以下問題：

測定覆蓋層、風(fēng)化帶的厚度及基巖面的起伏形態(tài)。

探測斷層、裂隙破碎帶及地下溶洞等地質(zhì)體的空間分布。

巖石動彈性參數(shù)(剪切模量、泊松比等)的測定及巖體的波速分類和穩(wěn)定性評價。

地基場地土的分層和評價。

滑坡、陷落、洞穴等探測以及各類路基、水壩等病害地基的勘查。

灌漿質(zhì)量和混凝土工程( 如樁基)質(zhì)量的檢測評價。

地基及建筑物的常時微動觀測。

探測地下電纜、管道的分布及檢查其有關(guān)腐蝕、滲漏等情況。

地下水資源的勘查與評價。

環(huán)境污染及有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測等。

反射波法

反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗（地層速度與密度的乘積）有差異，差異越大反射波越強(qiáng)。由于采用信號疊加技術(shù)以及輕便的可控振動器做振源，已經(jīng)可以獲得深度約50米，甚至更淺的淺層反射記錄。

以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波（壓縮波）。在測定巖石動彈性模量時，常用垂直于測線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波（剪切波）。水是不傳遞橫波的，故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。

鉆孔地震波測速法

在鉆孔中利用直達(dá)波測定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測速法是在孔口附近激振，在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個互為正交的水平檢波器和一個垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置，可使探頭緊貼井壁。測定縱波速度（vp）時，須作垂直激振。測定橫波速度（vs）時，須作水平激振，通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過某地層所需的時間及該地層的厚度可算出地層速度。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時間便可算出地層波速。

聲波探測

利用聲波（或超聲波）對巖體進(jìn)行探測的方法。由于頻率高、波長短，因此分辨率高。主要用于測定巖體的物理力學(xué)參數(shù)、確定洞室?guī)r石應(yīng)力松弛范圍、探測溶穴及檢查水泥灌漿效果等。但是，由于巖石對高頻波的吸收、衰減和散射比較嚴(yán)重，因而探測的距離不大。聲波探測可分為主動和被動兩種方式。

主動方式

由聲源信號發(fā)生器（發(fā)射機(jī)）向壓電材料制成的換能器發(fā)射一電脈沖激勵晶片振動，產(chǎn)生聲波向巖石發(fā)射。聲波在巖體中傳播，經(jīng)接收換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號送至接收機(jī)，放大之后在示波管屏幕上顯示波形圖。從波形圖上可直接讀出聲波的初至?xí)r間，再根據(jù)已知的探測距離，計算出聲波速度。

被動方式

觀測巖體由于受力變形過程中所釋放出來的應(yīng)變能引起的聲波。可用以了解巖體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等。

地球物理測井

地球物理方法在鉆井中的應(yīng)用。工程物探中常用的有視電阻率測井、自然電位測井、天然放射性測井、聲波測井等。綜合分析幾條測井曲線可劃分鉆孔地層巖性剖面。用中子－伽瑪測井或聲波測井方法可以測定地層的孔隙度。自然電位測井方法還可以在泥漿鉆孔中分層測定地下水的礦化度。利用井液電阻率測井或井中流速儀可以研究鉆井中地下水的運動。井中攝影和井中光學(xué)電視可以獲得鉆井剖面的實際圖像，而超聲電視測井則可以在泥漿中獲得清晰的孔壁圖像，可區(qū)分巖性、查明裂隙、溶穴、套管的裂縫等，甚至可以確定巖層的產(chǎn)狀。不同測井方法的井下探測器各有其特點。但是所測量的參數(shù)均將轉(zhuǎn)換成電訊號，通過電纜傳輸?shù)降孛鏈y井儀中并記錄在像紙、紙帶或磁帶上。

井中無線電波透視法

無線電波是指頻率在幾十萬赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū)，用它探測溶洞效果甚好。工作時，將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個鉆孔內(nèi)，若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時，沿井軸各點接收到的無線電波信號較強(qiáng)，如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時，則在低阻體的背面形成一個無線電波信號被強(qiáng)烈衰減的陰影。運用“交會法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。

磁法勘探

根據(jù)巖石的磁性差異所形成的局部磁性異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。在工程勘察中，主要用于圈定巖漿巖體，特別是磁性較強(qiáng)的基性巖漿巖體，尋找有巖漿巖活動的斷裂接觸帶，追索第四紀(jì)沉積物覆蓋下的巖性界線等。大面積航空磁測資料可提供有關(guān)區(qū)域性的斷裂構(gòu)造、結(jié)晶基底的起伏等，為評價區(qū)域穩(wěn)定性及尋找有利的儲水構(gòu)造提供依據(jù)。

重力勘探

根據(jù)巖體密度差異所形成的局部重力異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。常用以探測盆地基底的起伏和斷層構(gòu)造等。采用高精度重力探測儀有可能探測一些埋深不大并且具有一定體積的地下空洞。