论文部分内容阅读
摘要:随着科技快速发展,工程物探技术也不断发展,工程物探作为一种有效勘探检测手段被越来越多的用于岩土工程和地质资源勘察中。本文综述了地质物探勘察各种技术和方法,探讨了综合物探在地质勘察及社会中的应用,希望对有关部门工作起到积极促进意义。
关键词:物探方法;地质勘察;
中图分类号:P624文献标识码: A
工程地质勘查工作中常见的几种物探方法
目前在地质勘查过程中,除利用已有的钻探成果,主要考虑磁异常成果资料,地球物理异常是由地下地质构造和地质体因物性差异而引起的,毕竟是一种间接的、非实物性的探测结果,具有局限性和多解性,单靠一种方法会加大地质找矿的风险性。为提高资金的使用率,如今提倡综合勘察,那就更需要利用多种勘查手段。
物探方法包括重力、磁法、电法、地震、放射性、地质雷达和电磁波等七大类方法。
1、电法测探在工程地质勘查工作中的应用
所谓电测探法也就是通过相应设备直接从观测点深入到地下,并通过电阻率来观察其变化情况,从而了解到各个岩层分布情况的一种探测方法。正因为这一方法能够对岩层的分布情况以及变化情况深入研究,因此受到人们的广泛关注。近年来,高密度电阻率法得到了显著的发展,并越来越多的应用在城市工程中,用以获取浅层地质中的相关信息,这一方法一般是将地质结构进行有效的划分之后而对其进行探测。对于岩层进行研究过程中,这一方法能够对水平方向或者有较小倾斜角的岩层进行探测,而如果倾斜角过大,那么电测探法也就存在着一定的难度。由此可见,如果对该地质测量的目的深度与周边物质之间存在着较大的物理性质差异,并且通过相关设备测出不同岩层的分布规律出现异常,那么我们就可以采用这种方法进行探测。
3、高密度电法
此法是一种阵列勘探方法,它集电测深和电剖面于一身,在观测装置中设置了较高密度的观测点,从而使得数据采集精度高、抗干扰能力强,可以获得更丰富的地质信息。尤其是近几年,高密度电法在工程地质的许多领域都得到了广泛的应用。
按照不同的工程要求,采取不同的排列方式进行勘探,实现了对不同岩土层界面的划分。高密度电法在京福高速公路勘查中的应用研究,证明高密度电法在灰岩地区查找溶洞、破碎带等是可行的。
该方法在城市管线探测、人防工程探测、城市地下埋藏物探测、隧道渗漏探测、断层探测中都有广泛的应用。
在水坝粘土芯墙渗漏检测、堤坝灌注质量检测、堤坝结构体探测、水库堤防渗漏检测、水库堤防裂缝检测、长江堤防垂直防渗墙质量检测、隧道灌浆质量检测、堤防灌浆质量检测、煤田采空区处理灌注质量检测也有广泛应用。
2、电剖面法
这一方法与上述的电测探法类似,都是采用设备来对物理场地下岩层的分布情况进行探测与分析,是较为常见的探测方法之一。电剖面法可以与上述电测探法相互结合,可以对岩层的变化规律以及断裂带的分布情况进行详细的探测。我们还可以将该方法分为四极法与联合剖面法。一般情况下,电剖面法一般是对沉积岩进行探测,在探测过程中,要想保证点发工作的质量,首先我们需要对岩层电性的差异进行深入研究,了解电性差异的变化情况可以采用电阻率法进行分析,了解要岩层的含水情况以及各种状态。如果岩石中的含水情况呈现分散的状态,这就说明电阻率对其影响过小,如果含水情况呈现较为集中的状态,那么就会极大的降低岩层中的电阻率。由此可见,如果岩层中的含水量相同,而矿化度以及电阻率均不同,那么岩层在相同含水情况下电阻率就会不断增大。
3、地震勘探
地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高、解释成果单一的优点,但是成本相对较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后的并赋以地质内涵的反射波或折射波时间剖面(实质是不同地质体的反射波或折射波波速差异)。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势,在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用,但是该方法受施工场地影响明显。直达波法或透射波法是波速测试的主要方法,对测试条件的依赖较强。弹性波CT技术已可为工程建设场地动力学研究提供有价值的参数。
二、物探技术的应用
1、探地雷达的应用:
其工作原理为:高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射,经目标体反射或透射,被接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化,由此通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
地质雷达具有分辨率高、无损、操作简便、抗干扰能力强等特点,适用于各种环境条件。只要地下管线目标与周围介质之间存在足够的物性差异就能被探地雷达发现。因此在城市地下管线的探测中得到普遍应用。
探地雷达应用的前提: 目标管线体与周围介质的介电常数和电磁波傳播的波速存在明显差异。
(1)金属管线由于金属中电磁波波速为零, 不能传播, 电磁波在金属管道界面上几乎全部反射回来,
(2)非金属管线管道内介质如水、气体等与周围介质电磁性差异更大。
(3)管线周围介质为回填土、砂质土和粘土等, 管道上方铺有压实路面结构层, 如三合土、混凝土、沥青路面、方砖等,需探测的管道一般管径为0.1m~ 1.5m 之间, 管道内的介质为水、空气、可燃气体等。
三、物探方法在工程勘察中的优势
对于一个未知的勘探区域,先期投入物探方法有如下优势:
①在水域勘察中,利用物探方法可探测水下地层变化情况,可大大降低钻探的工作量,节约成本。
②利用物探方法可准确探明复杂的基岩面起伏状况,从而可实现合理布置钻孔工作量
③利用物探方法可在岩溶发育区探测复杂的岩溶分布状况,钻探可依据物探成果灵活布置,二者结合可对勘测区域内的岩溶分布全面掌握。
④利用物探方法可准确探测地下人工设施的地下赋存情况,当地下人工设施规模较小时,投入大量的钻探工作量几乎无任何经济性可言。
四、物探工作的发展方向及问题
物探技术是运用地球物理学的原理来研究地质问题,物探技术作为地质勘探中的新兴领域,是伴随科技不断发展的,是衡量现代地质勘探发展水平的一个重要标志。随着计算机技术和电子技术的不断发展,物探技术也逐渐成熟,使物探技术正朝着数字化、智能化和自动化等方向发展。
随着社会的发展,选用物探方法也越来越多,但也应注意一些问题:
1.合理选用物探方法。
①选择物探方法应该有针对性,物探方法的选择应具备主要的物性前提和场地条件。
②选用物探方法时要注意成本。
2.物探方法的多解性 ,要用不同的勘探方法去验证或相互验证。
五、结束语
总之,对各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果,提高对各种地质体工程地质性质的认识。因为相似的物探曲线或接近的数值并不一定属于同一地质体,而同一岩性也可能有不同的的物探曲线或接近的数值(如同一岩性中不同风化带地震波波速不同)。物探成果是地质研究的理论依据,对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。■
参考文献
[1]蒋庆民.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].科海故事博览:科技探索,2011,(6):41-41,36.
[2]杨建成.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].中外建筑,2008,(7):169-170
[3]李晓斌,蔡向民,赵勇等.物探方法在城市地质勘查中的应用[J].城市地质,2008,3(4):31-36
关键词:物探方法;地质勘察;
中图分类号:P624文献标识码: A
工程地质勘查工作中常见的几种物探方法
目前在地质勘查过程中,除利用已有的钻探成果,主要考虑磁异常成果资料,地球物理异常是由地下地质构造和地质体因物性差异而引起的,毕竟是一种间接的、非实物性的探测结果,具有局限性和多解性,单靠一种方法会加大地质找矿的风险性。为提高资金的使用率,如今提倡综合勘察,那就更需要利用多种勘查手段。
物探方法包括重力、磁法、电法、地震、放射性、地质雷达和电磁波等七大类方法。
1、电法测探在工程地质勘查工作中的应用
所谓电测探法也就是通过相应设备直接从观测点深入到地下,并通过电阻率来观察其变化情况,从而了解到各个岩层分布情况的一种探测方法。正因为这一方法能够对岩层的分布情况以及变化情况深入研究,因此受到人们的广泛关注。近年来,高密度电阻率法得到了显著的发展,并越来越多的应用在城市工程中,用以获取浅层地质中的相关信息,这一方法一般是将地质结构进行有效的划分之后而对其进行探测。对于岩层进行研究过程中,这一方法能够对水平方向或者有较小倾斜角的岩层进行探测,而如果倾斜角过大,那么电测探法也就存在着一定的难度。由此可见,如果对该地质测量的目的深度与周边物质之间存在着较大的物理性质差异,并且通过相关设备测出不同岩层的分布规律出现异常,那么我们就可以采用这种方法进行探测。
3、高密度电法
此法是一种阵列勘探方法,它集电测深和电剖面于一身,在观测装置中设置了较高密度的观测点,从而使得数据采集精度高、抗干扰能力强,可以获得更丰富的地质信息。尤其是近几年,高密度电法在工程地质的许多领域都得到了广泛的应用。
按照不同的工程要求,采取不同的排列方式进行勘探,实现了对不同岩土层界面的划分。高密度电法在京福高速公路勘查中的应用研究,证明高密度电法在灰岩地区查找溶洞、破碎带等是可行的。
该方法在城市管线探测、人防工程探测、城市地下埋藏物探测、隧道渗漏探测、断层探测中都有广泛的应用。
在水坝粘土芯墙渗漏检测、堤坝灌注质量检测、堤坝结构体探测、水库堤防渗漏检测、水库堤防裂缝检测、长江堤防垂直防渗墙质量检测、隧道灌浆质量检测、堤防灌浆质量检测、煤田采空区处理灌注质量检测也有广泛应用。
2、电剖面法
这一方法与上述的电测探法类似,都是采用设备来对物理场地下岩层的分布情况进行探测与分析,是较为常见的探测方法之一。电剖面法可以与上述电测探法相互结合,可以对岩层的变化规律以及断裂带的分布情况进行详细的探测。我们还可以将该方法分为四极法与联合剖面法。一般情况下,电剖面法一般是对沉积岩进行探测,在探测过程中,要想保证点发工作的质量,首先我们需要对岩层电性的差异进行深入研究,了解电性差异的变化情况可以采用电阻率法进行分析,了解要岩层的含水情况以及各种状态。如果岩石中的含水情况呈现分散的状态,这就说明电阻率对其影响过小,如果含水情况呈现较为集中的状态,那么就会极大的降低岩层中的电阻率。由此可见,如果岩层中的含水量相同,而矿化度以及电阻率均不同,那么岩层在相同含水情况下电阻率就会不断增大。
3、地震勘探
地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高、解释成果单一的优点,但是成本相对较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后的并赋以地质内涵的反射波或折射波时间剖面(实质是不同地质体的反射波或折射波波速差异)。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势,在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用,但是该方法受施工场地影响明显。直达波法或透射波法是波速测试的主要方法,对测试条件的依赖较强。弹性波CT技术已可为工程建设场地动力学研究提供有价值的参数。
二、物探技术的应用
1、探地雷达的应用:
其工作原理为:高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射,经目标体反射或透射,被接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化,由此通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
地质雷达具有分辨率高、无损、操作简便、抗干扰能力强等特点,适用于各种环境条件。只要地下管线目标与周围介质之间存在足够的物性差异就能被探地雷达发现。因此在城市地下管线的探测中得到普遍应用。
探地雷达应用的前提: 目标管线体与周围介质的介电常数和电磁波傳播的波速存在明显差异。
(1)金属管线由于金属中电磁波波速为零, 不能传播, 电磁波在金属管道界面上几乎全部反射回来,
(2)非金属管线管道内介质如水、气体等与周围介质电磁性差异更大。
(3)管线周围介质为回填土、砂质土和粘土等, 管道上方铺有压实路面结构层, 如三合土、混凝土、沥青路面、方砖等,需探测的管道一般管径为0.1m~ 1.5m 之间, 管道内的介质为水、空气、可燃气体等。
三、物探方法在工程勘察中的优势
对于一个未知的勘探区域,先期投入物探方法有如下优势:
①在水域勘察中,利用物探方法可探测水下地层变化情况,可大大降低钻探的工作量,节约成本。
②利用物探方法可准确探明复杂的基岩面起伏状况,从而可实现合理布置钻孔工作量
③利用物探方法可在岩溶发育区探测复杂的岩溶分布状况,钻探可依据物探成果灵活布置,二者结合可对勘测区域内的岩溶分布全面掌握。
④利用物探方法可准确探测地下人工设施的地下赋存情况,当地下人工设施规模较小时,投入大量的钻探工作量几乎无任何经济性可言。
四、物探工作的发展方向及问题
物探技术是运用地球物理学的原理来研究地质问题,物探技术作为地质勘探中的新兴领域,是伴随科技不断发展的,是衡量现代地质勘探发展水平的一个重要标志。随着计算机技术和电子技术的不断发展,物探技术也逐渐成熟,使物探技术正朝着数字化、智能化和自动化等方向发展。
随着社会的发展,选用物探方法也越来越多,但也应注意一些问题:
1.合理选用物探方法。
①选择物探方法应该有针对性,物探方法的选择应具备主要的物性前提和场地条件。
②选用物探方法时要注意成本。
2.物探方法的多解性 ,要用不同的勘探方法去验证或相互验证。
五、结束语
总之,对各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果,提高对各种地质体工程地质性质的认识。因为相似的物探曲线或接近的数值并不一定属于同一地质体,而同一岩性也可能有不同的的物探曲线或接近的数值(如同一岩性中不同风化带地震波波速不同)。物探成果是地质研究的理论依据,对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。■
参考文献
[1]蒋庆民.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].科海故事博览:科技探索,2011,(6):41-41,36.
[2]杨建成.物探方法在工程地质勘查中的应用[J].中外建筑,2008,(7):169-170
[3]李晓斌,蔡向民,赵勇等.物探方法在城市地质勘查中的应用[J].城市地质,2008,3(4):31-36