物探在巖土工程勘察中的應用

◎余冰

一、引言

在建筑工程施工前，首先需進行巖土工程勘察，而物探技術是巖土工程勘察中比較常用的技術。通過應用各類勘察水對地下巖土層進行勘察，能夠為巖土工程規劃、設計以及施工提供可靠依據，保證項目建設的順利進行。與傳統勘察技術相比，物探技術一般不會受到地質地形的限制，勘察精度高，勘察成本比較低，優勢明顯。由此可見，亟需對物探技術在巖土工程勘察中的應用進行深入研究。

二、巖土工程勘探工作的作用

巖土工程勘察多個學科，包括地質、巖土力學等，巖土工程勘察的目標是查明工程項目建設區域地質環境特征，據此對建設場地穩定性以及適應性進行評價分析，與工程項目建設成本以及質量安全密切相關。在有些工程項目建設中，在未獲得完整的勘察報告時即組織施工，安全隱患比較多，可能會造成巨大的經濟損失。另外，我國地質災害多發，在巖土工程項目建設中，環境因素復雜，只有對建設場地地質條件進行詳細勘察，確定不同土層分布形式，才能夠及時發現不良地質，并及時采取有效的預防控制措施，為項目建設的順利進行奠定基礎，如圖1 所示。

圖1 不同土層分布示意

三、工程物探技術類型和特征

1.工程物探技術類型。

（1）地震波層析成像技術。

地震波層析成像技術是一種比較先進的物探技術類型，通過利用淺層地震儀能夠對巖土工程勘察區域進行地質勘察，及時排查地表障礙，同時還能夠對地層中風化層進行全面細致的分析。在地震波層析成像技術的實際應用中，可能會受到電纜長度以及鉆井深度的影響，而隨著鉆井技術以及遠距離輸電技術的不斷發展，地震波層析成像技術水平也將不斷提升，應用范圍越來越廣泛。

（2）電法勘探技術。

地殼中不同物質的組成差異性比較明顯，同時電磁學性質差異也比較大。在電法勘探技術的應用中，可對不同勘察區域地質結構電磁學性質進行分析和處理，進而對地質結構進行準確勘察。在電法勘探技術的實際應用中，要求根據地質特征差異不同而選擇不同的電法勘察技術，比如高密度電阻率法、瞬變電磁法等。

（3）波速測試技術。

在波速測試技術的應用中，要求對巖土層中壓縮波以及剪切波的傳播速度進行原位測定分析，與傳統的室內測試相比，波速測試技術所得勘察結果準確性比較高，不僅能夠確定巖土工程勘察區域場地土類型，同時還可對巖土工程動力學指標參數進行測量分析，常見參數包括彈性模量、剪切模量等。

2.工程物探技術特征。

在巖土工程勘察中，物探技術的特征主要有以下幾點：（1）物探技術的工程手段比較多，包括數字鉆孔攝影、鉆探、電磁波CT、室內測試等，通過將多種技術方式進行有效結合，可對復雜地質進行詳細勘察。（2）各類物探技術均有一定的優勢，并且適用性差異比較大，在巖土工程勘察中，要求根據探測目的物以及目的層物性實際情況，選擇適宜的物探技術，或者聯合應用多種物探技術，進而保證勘察結果的準確性。（3）在利用物探技術獲得詳細的巖土工程勘察結果后，可對勘察結果進行比較以及驗證分析，充分利用勘察所得結果，并將其應用于巖土工程規劃設計中。

四、巖土工程勘探中物探技術的應用實例

1.項目概述。

本文以某道路工程作為研究對象，對該道路工程項目建設區域的地質特征進行分析，該道路工程地貌特征為溶蝕峰從以及溶蝕緩丘洼地。該道路工程線路走向為北東向，氣候環境溫和，雨量充沛。該道路工程建設區域地下水類型單一，基巖為巖溶含水層，在灰巖與白云巖裂隙中為巖溶裂隙水。在該道路工程勘察中，采用高密度電法進行勘察，確定道路工程覆蓋層厚度、巖溶發育等時機情況，進而為公路工程規劃、設計以及施工提供可靠依據。

2.勘探方法。

在該道路工程勘察中，采用高密度電法，其應用原理類似于常規直流電法，充分利用巖與礦石之間的電性差異特征，通過對電場在地層中的分布規律進行分析，即可查明勘察區域地質構造實際情況。高密度電法的數據采集量大，并且具有智能化特征，地層剖面圖的分辨率比較高。在利用高密度電法進行地質勘察前，首先需清除勘察區域地表雜草并澆水，以減小接地電阻，對于電纜與電極之間的接口連接處，應采用絕緣膠帶進行包裹，避免發生漏電問題，保證巖土工程勘察的順利進行。

3.勘探設備。

在該道路工程勘察中，采用多功能數字直流激電儀。

4.勘察結果。

在利用高密度電法獲得巖土工程勘察結果后，需利用surfer 軟件以及二維電阻率反演成像軟件對勘察所得數據進行預處理和分析，然后再輸入測線地面高程數據進行地形校正，最后將必需參數輸入至軟件中，運行軟件后即可對勘察所得數據進行反演解釋。需要注意，在對勘察數據進行解釋時，要求根據實際情況對各類參數進行適當調整，保證解釋所得結果的真實性以及可靠性。通過對該道路工程進行勘察分析，該道路工程線路巖溶裂隙相對不發育，局部路段發育深度較大，另外，道路覆蓋層厚度變化比較大。

五、結語

綜上所述，本文主要對物探技術在巖土工程勘察中的應用方式進行了詳細探究，物探技術類型較多，要求根據巖土工程勘察需要選擇適宜的技術類型，在獲得各類地質資料以及數據后，對勘察結果進行整合分析，進而為巖土工程規劃設計提供可靠依據，保證巖土工程項目建設效益。