淺論物探方法在工程地質勘查中的應用

王明

【摘要】本文就物探方法在地質工程勘察中的應用進行分析。主要介紹了工程地質工作與物探方法之間的關系、工程物探工作的特點以及地質勘察中常用物探技術方法及基本原理

【關鍵詞】工程地質；物探；應用

1、工程物探工作的特點

1.1 工程探測深度小。由于工程設計探測的地下地質問題大多數為淺層，一般情況下，地球物理探測的深度僅為幾米或者幾十米深，有特殊要求的最大深度也就一百左右。

1.2 探測精度高。工程建設單位對于物探的精度要求比較高，深度與平面位置的距離精確到厘米。

1.3 施工場地狹小。工程地質勘察、工程測試的任務是工程地球物理探測，對于探測的時間要求比較緊，需要在幾天或者十幾天的時間內就必須完成探測任務，尤其對于搶險工程評價項目，需要在幾個小時或者一天的時間就必須完成任務，提供出可靠的探測結果。

2、地質勘察中常使用的探測技術方法以及基本原理

2.1 電法勘探。所謂的電測深發就是測量觀測點深度方向以下視電阻率變化的規律，然后根據電阻率變化規律研究地下不同深度的巖層的分布狀況的一種方法。這種方法可以廣泛的應用于研究覆蓋層的厚度和巖性變化情況等。高密度電阻率法是一種新發展起來的方法，在城市工程中獲取淺層導電性信息比較經常使用方法，尤其對于地質結構的劃分以及地下管道探測起著至關重要的作用。所探測的地質主要是有著不同的電阻率的水平巖層，往往呈現水平或者傾斜的角度不是很大的巖層是比較容易進行探測，但是當巖層的傾角比較大時，在很大的程度上增加了工作的難度，因此，當測量的目的層與周圍的物質存在著比較大的差異性，可以采用電法探測的方法，通過電極裝置，測出視電阻率異常的分布規律，從而能夠清楚的掌握地下地質體的電性結構。

2.2 電剖面法。電剖面法與電測探法有著相同的本質，都是通過人工電場的分布規律來研究地下物質的分布情況。這種方法應用也是比較廣泛的，與電法勘探進行有效的結合，通過對稱四極法和聯合剖面法，能夠很好的對基巖面起伏規律、以及斷裂帶分布進行研究。電法勘探主要是對沉積巖進行研究。進行電法勘探的工作的物理前提就是巖層電性存在著差異性，巖層的含水情況直接影響著電阻率，與此同時，水溶液的存在狀態以及水溶液的礦化度也影響著電阻率。如果巖層的水呈現分散或者不交通的狀態時，對于電阻率的影響程度比較小，如果巖層中的水相連通，那么在很大程度上影響了巖層的電阻率。所以巖層含水在相同的情況下，礦化度不同巖層的電阻率也會有所不同，甚至有的巖層存在著非常大的差異。沉積巖在含水情況下的電阻率可以達到數千萬，另外，比如巖漿巖以及大部分變質巖等空隙度比較小的巖石的電阻率比較高，而各種泥巖滲透性比較小以及空隙度比較大的巖石的電阻率比較低。

2.3 地震勘探。地震勘探主要包括兩種方法，一種是反射波法，一種是折射波法。地震勘探的原理是主要是通過觀測反射波或者折射波的時間場沿測線方向的時空分布的變化規律，然后對地下的反射面或者折射面的深度以及巖石的構造形態和性質進行有效的確定。與其他的勘探方法相比，地震勘探法有著很大的優點，比如地震勘探法的精度比較高以及成果單一，但是所需的實際的費用比其他的方法比較高。所以實際的反射波或者折射波時間剖面實際是經過校正并且賦予了地質內涵。地震勘探解釋成果與其他的相同，不同的地質巖層的波速幾乎相同，并且一些相同地質巖層所所受到的內力或者外力作用不相同，但是實際測得的波速很有可能不相同，對淺層地質進行勘探時采用技術比較先進的淺層折射法進行探測，能夠很好探測空洞、考古以及隱伏構造等淺層地質。但是在實際的施工過程中，施工場地對于整個工作影響比較大。波速測速的主要的方法包括直達波法和透射波法兩種，比較過度的依賴于測試條件。

2.4 重力法。重力測量法有著精度高，受外界干擾比較小的優點，在其他勘探方法不能夠實施時可以采取重力法作為輔助手段，重力法所應用的范圍比較廣，比如近地表地層不均勻性、空洞、小型地質密度異常體以及人工結構的地下遺址等。但是在實際的勘探過程中必須考慮天氣、地形和振動所造成的影響。

3、物探方法發展展望

在進行選擇物探技術時必須充分了解各種條件以及影響因素，為了能夠更好的對地球進行物理探測，需要不斷的研究新的物探技術以及新的儀器設備，使探測資料處理以及解釋技術得到有效的改進，從而加快了工程地球物理探測技術的快速發展的步伐。

3.1 技術方法發展。工程地球物理探測技術還有很大的提升空間，多波理論會得到廣泛的應用，可以利用的物理波場的頻譜范圍變得越來越寬，電磁波普由以往可利用的純直流波發展到雷達波，彈性波譜由原來的瑞雷波不斷的向超聲波頻率發展，目前探測數據快速連續自動采集技術主要包括陸地聲納法、高密度電阻率法、地震映像法以及大地電磁導電率剖面法等。

3.2 物探儀器設備的發展。由于地質勘測的環境條件比較復雜，必須使用具有防塵、防震、防潮性能的設備才能夠滿足使用要求，并且還要增強智能化的程度，能夠捕捉較大動態范圍的長遠信號的功能，設備儀器具有朝著多功能方向發展，從而有效的促進了探測方法的相互結合以及綜合使用。

4、結束語

只有充分的了解各種物探方法的原理，才能夠正確的使用物探的成果，從而有效的提高了對各種地質體的性質認知。由于物探的結果顯示的曲線或者數值比較接近，而地質體并不相同，并且同地質體所測得的曲線不相同或者數值不是完全相同。地質研究的重要的理論依據就是物探成果，為了能夠有效的提高地質工作的效率以及質量，必須正確的使用物探方法，確保能夠為實際的生產以及科研帶來一定的經濟效益，從而在很大程度上推動了生產力快速發展的步伐。

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