電磁波層析成像技術的邊坡工程地質勘察研究

何忠良

摘 要：我國不同地區(qū)的地質條件不同，由于自身原因，一些復雜的邊坡工程很容易發(fā)生多種崩塌、落石等自然災害。多變的地質條件在很大程度上影響了地質工程勘探工作，對地質勘察的工作人員來說也是嚴峻的挑戰(zhàn)。電磁波層析成像技術是一種新型的地質勘察工具，它可以在地質邊坡工程區(qū)域進行全方位的層理分析，運用科學技術手段判斷該地區(qū)的地質條件。在工作過程中，運用電磁波層析成像技術對勘察的地質巖層和巖體的地質工程問題進行分析，全面分析電磁波層析成像技術提供的數(shù)據(jù)，進而為工程的推進提供準確的基礎保障。

關鍵詞：電磁波層析成像技術；邊坡工程；地質工程；地質巖層

中圖分類號：TU195+.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.153

20世紀初期，世界上許多國家已經(jīng)開始研究電磁波層析成像技術，這類技術的出現(xiàn)為人類發(fā)現(xiàn)新領域提供了堅實的技術條件。到20世紀末期，國內的一些高校才逐漸應用電磁波層析成像技術，通過對人才的培養(yǎng)和實踐經(jīng)驗的積累逐漸認識到該技術的優(yōu)勢。現(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。由于我國國土面積大，其跨越的地質條件也多種多樣，電磁波新科技的引進強有力地保證了地質開采的安全性，為研究開采條件提供了關鍵的技術指引。

1 電磁波層析成像技術

電磁波勘探是電磁波在不同的介質中傳播，通過其傳播速度和其他數(shù)據(jù)來判斷該地區(qū)地質條件、巖層情況的一種技術。電磁波通過巖石、水資源和石油等時，其傳播受到了一定的阻礙，這時候，電磁波的衰減就會有數(shù)據(jù)顯現(xiàn)出來。通過比對可以發(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，例如巖層是否堅硬、巖體是否保持完整等，都可以通過電磁波層析成像技術形象地展現(xiàn)出來。這樣就能判斷目標區(qū)域地質是否會對工程造成危害，進而為提出開采條件奠定技術基礎。為了精確了解地質環(huán)境，剖析其地質內部構造等，工程團隊前期就會采用電磁波層析成像技術勘察目標山體，通過發(fā)射一定頻率的電磁波掃描周圍山體，巖層內部會對電磁波有反射或者減弱電磁波的強度。這樣，得到的數(shù)據(jù)按照電磁波變化規(guī)律就可以反映地質體內部的結構。

2 地質勘查區(qū)域的現(xiàn)狀分析以及測試

在復雜的地質環(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吹雨打，已經(jīng)逐漸失去了本身的穩(wěn)定度，斷裂構造、是否保持了巖體的完整性等問題都會影響工程建設的位置和規(guī)模。由于邊坡地帶是事故多發(fā)區(qū)，植被的缺少對地區(qū)的地質環(huán)境造成了很大的危害，部分地質環(huán)境的缺失會影響到整體的地質條件。因此，在分析地質勘察區(qū)域時，要注意多發(fā)性地質災害。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。對于有更高要求的建設性工程，會因為地質環(huán)境復雜而中斷，其所要求的特殊性得不到保證，從而影響工程進度。所以，選擇一種安全、合理的勘察技術，將該地區(qū)的缺點和優(yōu)點及時從數(shù)據(jù)中反映出來，才是對勘察工作負責的態(tài)度。

在測試目標巖體的過程中，要注意方法得當，采用合理的安全保障制度，發(fā)射機和接收機要合理放置在地質條件穩(wěn)定的區(qū)域。在對目標區(qū)域進行采點鉆孔的過程中，要方法得當，保證好人員安全，這是地質勘察的基本要求。在測試過程中，要及時、準確整理數(shù)據(jù)，絕不能馬虎了事，數(shù)據(jù)的準確度關系著整個工程的成敗。

3 電磁波層析成像的地質解釋

電磁波層析技術主要是通過分析介質的吸收系數(shù)來觀察局部地質的差異情況，綜合分析地質的破碎帶、巖層、層理發(fā)育程度，通過對比數(shù)據(jù)就能判斷巖體的完整性，而這些數(shù)據(jù)能進一步說明該地區(qū)的巖層厚度以及其穩(wěn)定度。這對于工程的建設判斷有很重要的影響。下面，筆者就本題目舉一個簡單的例子來說明。場地勘探是勘察工作的一部分，我國現(xiàn)如今的地質勘察技術發(fā)展比較快，取得了一定的進步，國家地震局也會判斷部分區(qū)域的地質條件。在對某體育館進行勘探時，一共安置了6個層析成像鉆孔，11個破面，使用合適的電磁波CT儀，通過一定時期內的作業(yè)對比數(shù)據(jù)，從而得到該地區(qū)的風化帶和局部不穩(wěn)定地帶的具體位置，為該體育館的選址打下堅實的基礎。只有前期做好這些基礎性準備工作，才能有效預防突發(fā)事件的發(fā)生。在一些地質條件復雜的區(qū)域，工程開工之前，要做好準備工作，并且結合地質勘察數(shù)據(jù)及時做出調整，避免引發(fā)嚴重的事故，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用一般是靠電磁波在介質中傳播來進行的。但是，在通過某些敏感區(qū)域時，并不能保證數(shù)據(jù)百分之百的精準，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。這樣，就會導致數(shù)據(jù)與計算之間存在誤差。這時候引進的散射理論就在一定程度上彌補了一些缺憾，作為一種興起的層析技術，相信在未來的走向中能夠給地質勘察帶來新的提升。作為勘察工作中最重要的載體，儀器設備是完成各項工作的基礎性保障，但是，我國的電磁層析儀器還與發(fā)達國家存在較大的差距，在一些細節(jié)把握上做不到十全十美，所以，未來我國應該加強對電磁層析儀器的研制，保證好多種地質勘察工作的正常運行和精準工作。電磁層析成像是一項國家性的基礎性工程，在礦產(chǎn)開發(fā)、資源勘探和建設選址等方面都需要這樣的科學技術支撐，只有判斷該地區(qū)的裂隙發(fā)育程度，破碎地帶和一些風化帶的具體區(qū)域，才能為工程選址打下良好的基礎。

5 總結

當前，我國的電磁波層析成像技術處在發(fā)展階段，在其運行過程會出現(xiàn)許多問題。作為一項重要的科學技術，我國要加大對電磁波層析成像技術的投入，縮小與發(fā)達國家的差距，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，從而為我國的地質勘探、經(jīng)濟發(fā)展作出更大的貢獻。

參考文獻

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