綜合物探在地質工程監控中的應用研究

姚敏

隨著經濟的快速發展，人們對生活質量的要求逐漸提高，諸多產業標準和要求也在不斷提高，如今為了滿足地質工程監控需要，解決傳統物探方法的局限問題，綜合物探技術被應用到地質工程監控中。本文闡述了綜合物探的作用，進一步對綜合物探在地質工程監控中的應用進行分析及論述，以期推動該技術的發展與應用。

綜合物探;地質工程;監控

在地質工程的監控技術中傳統方法和技術已難以滿足當下社會發展的需要，傳統的監控方法相對綜合物探監控結果準確度較差。天氣和氣候很容易影響到傳統方法下的地質監控工程，從而導致監控結果出現偏差。綜合物探技術能夠實現采集數據的自動化，這不僅提高了地質工程監控的準確度，更減少了對人工、資源的消耗，實現了監控效率的高效提升，此外由于其高精度的特性還可適用于地質情況相對復雜的工程監控中。

地質工程監控中的綜合物探以應用電磁學性質、電性差異即電法勘探機理為工作原理，以傳統物探方法為基石來對電磁場、天然電場、人工電場等在地質工程中的分布規律進行調查并進行科學的分析，從而根據調查、科學分析得到的結論對地質工程進行監控，同時采用電極對監控進行設立，以此避免出現因為監控設備的布置而帶來的不良影響。

探地雷達的原理，通過發射天線對目標發射高頻脈沖電磁波，電磁波被目標反射回來被接收天線接收，通過接收天線接收到的目的反射電磁波對目標的空間位置和其具體的分布情況進行分析，這是一種非破壞性的物探方法。該方法是通過目標體和周圍介質間的電性差異導致的電磁波反射后體現出來的差異來得到目標的內部構造情況和具體存在問題。

對地下介質中的自然電位的分布研究、調查、監測通常采用自然電場法，該方法較為常見，因為自然電場法需要的設備較為輕巧，同時工作效率也更高，無需人工源。例如使用電位觀測儀進行觀測，從而得到線上電位異常的分布情況和變化規律，從而達到對地質的監控，在使用電位觀測儀時還應該在測量過程中使用不極化的電極來進行電位測量。在地質工程的監控中該方法可以檢測諸多隱患。例如當堤壩存在一定的隱患時，因為水溶液對巖土空隙、裂隙的影響、滲透、流動，最終都會導致大地表面的電位異常從而被電位觀測儀觀測到，使得隱患可以提前發現，提出解決方案并實施來杜絕不良事件的產生。

天然源面波又被稱為微動法，其本質是一種沒有特點定的振動源的較為微弱的震動。天然源面波由兩種波：體波和面波組成，其震動性質較為復雜。在信號能量的占比中，體波至少占據了信號能量地70%。地表介質和微動中的面波信息有很強的相關性，所以從微動中的面波信息中的瑞雷波信息進行提取可以快速得到地下結構信息。同時面波的頻散特性導致了微動的信號的振幅和頻率都會隨著時間和空間的變化而發生變化，但在符合要求的情況下還是可以滿足信息統計中的準確性、可靠性和穩定性的要求。在具體的應用上可以使用平穩隨機過程來進行闡釋，從而對該方法的有效性進行保障。

高密度電法以介質的電性差異為機理，在人工源施加電場的情況下，根據地下傳導電流的變化狀況進行研究，得到地下不同電性差異的地層巖性格架和地質構造分布概況。勘探過程特點在于一次陣列布極來完成，具備縱、橫兩方向高分辨率的二維勘探過程。在地質監控中，該方法可以對地下某個水平方向上的某一深度的巖土體的電性變化進行監測、反映，又能提供在縱向的延伸方向上地層巖的典型變化狀況。具備準確度高、數據較為完整的優點。該方法在地質工程監控、地質災害預防、地質工程勘察、都有廣泛的應用，解決了諸多地質工程中遇到的實際困難。

綜合物探在地質工程監控中的數據處理流程：首先要對工程的地面進行電極排列，并使電場發生變化從而產生磁場，在對電源進行循環往復的開啟和關閉使得磁場變化，最后使用物探設備對電場、磁場變化情況的信息進行收集和分析。

地質工程監控中，一般對綜合物探法收集到的電場信息的研究采用CSAMT法。電波頻率上的變化要通過改變地面電極的發射頻率來實現。在具體的過程中還需要彈性波能量在電極的發射過程中得到增強，達到波在運動過程中的彈性碰撞和彈性壓縮得到增強的目的，從而達到保障在地質中反射波的能量和高頻信號的穩定，達到電場信息的準確、可靠。綜合來說對地質工程中的電場信息的研究，是要在原有的信息的基礎上加上電場信息來研究，從而對地質結構等更高層次的信息進行進一步的推斷和分析。

在對地質工程監控中的綜合物探數據進行分析時，要對信息進行辨別，排除地質工程監控中的異常數據。以往的地質工程監控往往受限于技術自身的限制，從而對地質工程中出現的特殊特征和特殊的強度以及特殊的現象無法進行反映。在綜合物探技術中首先是對數據進行綜合的處理如：2D化、3D化的處理，同時使用自算計技術不斷對地質工程的數據進行整合分析，例如可以使用CAD機械輔助制圖技術來對地質工程數據進行整體上的整合。依托整理出的地質資料，使用數學和物理方法進行進一步的分析，即可得到地質工程的大概情況，如平面和剖面的空間信息。使得地質工程監控的準確度進一步得到提高，從而降低地質危害帶來的損失。

為了論證綜合物探在地質工程監控中的應用是一種切實可行的方法，并且具有較強的可操作性，也為了證明綜合物探技術在地質工程監控中研究具實用性，應進行試驗驗證，并設置一個采用傳統方法進行地質監控的對照組進行對比。

對一個處于施工期的建筑物進行模擬，同時通過相關的地質資料，對該工程所處的地質狀況進行模擬。然后在防震建筑物施工過程中，對該建筑工程所處區域的地質狀況進行不斷地改變，從而來對綜合物探在地質工程監控中的有效性進行驗證，同時通過設立的傳統地質工程監控方法的對照組來對比使用了綜合物探技術的地質工程監控驗證其優越性。

在模擬地質工程中任意選擇兩個以上的試驗點，然后再對地基的沉降和基礎的斷裂滲漏、地基的歡動參數等進行不斷地變換，從而來通過讓傳統地質工程監控方法和綜合物探方法對其地址工程進行監控，最終把兩種方法得到的監控信息繪制成圖表相互對比并和準確信息進行對比，并且把對比后的結果通過準確度的形式在圖表中表示出來。

對實驗結果進行分析的過程中可以利用計算機對數據進行綜合處理，對傳統地質監控方法和綜合物探地質監控方法對比結果進行匯總，將對比結果具現化、直觀化，根據具體的試驗表明在地質工程監控中，運用了綜合物探技術的地質工程監控對比傳統物探的地質工程而言，綜合物探下的地質工程監控和數據的準確度得到了平均80%的提高。而且在地質工程監控的過程中相對于傳統的物探方法受監控時間的影響較小，具有工作效率高、觀測面更為全面等優點。充分說明了綜合物探技術十分適用于地質工程監控，尤其是在一些情況較為復雜的地質工程中其優勢更是可以得到凸顯。

高密度電阻率法屬于電阻率法，觀測精度高，收集到的地質信息較為豐富且效率高，產生的數據多。自然電場法較為簡單方便，對潛在的地質隱患可以較好地反映出來令人察覺。天然源面波是較為高科技的方法，但存在著一定的局限性，對空間和時間、環境具有一定的要求，但不會對地質造成影響，在符合條件的環境下也可以得到準確度符合要求的數據。探地雷達法可以準確的得到需要的地質信息，但適用的范圍有限，往往用來對地質內部的構造進行調查。自然電場法最為常見其具備一定的精度同時效率優秀切不需要人工源。方法的選用直接關系到地質工程監控的效果，在具體的選擇過程中應該以需求為基礎進行選擇。多種方法相互結合運用來保障監控的準確度。

綜上所述，綜合物探技術對比傳統的物探方法可以把地質工程監控的準確率提高80%，因此具有很大的實用性。綜合物探是結合各類物探方法的新型物探技術，許多技術的優點都可以通過綜合物探技術來體現出來，因此可以提升監控的準確度，避免傳統方法的應用限制，因此綜合物探技術具有一定的應用與推廣價值。

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With the rapid development of the economy， people's requirements for the quality of life are gradually improving， and many industrial standards and requirements are also constantly improving， now in order to meet the needs of geological engineering monitoring and solve the limitations of traditional geophysical methods， integrated geophysical technology is applied to geological engineering monitoring. This paper expounds the role of comprehensive geophysical exploration， and further analyzes and discusses the application of comprehensive geophysical exploration in geological engineering monitoring， in order to promote the development and application of this technology.

comprehensive geophysical exploration; geological engineering; monitoring