地球物理勘探在巖土工程勘察工作中的應用分析

安文強 林國友

摘 要 地球物理勘探是通過聲波及電法等物理手段對巖土層進行探測的方法。在工程勘察工作中，可對鉆探、室內試驗及原位測試成果進行補充驗證。常用的地球物理勘察手段包括波速測試、電阻率測試、探地雷達等。本文結合沈陽某勘察項目，簡要介紹地球物理勘探方法，分析地球物理勘探數據，得出相關成果，為后續設計提供依據。

關鍵詞 地球物理;波速測試;電阻率測試;巖土工程勘察

引言

各巖土層由于其種類、成分、結構的不同而具有不同的物理特性。地球物理勘探是以各巖土層波速及電學性質的差異為基礎，利用儀器觀測各巖土層的波速及電性，進而分析驗證各巖土層的層位及物理力學性質，為設計提供依據。

沈陽某勘察項目在勘察過程中，采用了多種勘察手段相結合的方式，其中地球物理勘探在其中起到重要作用，主要采用了波速測試及電阻率測試等方法，根據測試結果，對各巖土層的相關參數進行了分析計算。

1工程概況

該勘察項目位于沈陽市渾南區全運一東路2號，屬于桃仙街道，規劃占地面積74000平方米。擬建項目由以下單體組成：由28棟16～17層高層住宅、1棟3層商業及1棟1層垃圾房組成，一層地下車庫（深6.0米）勘察工作中布置了勘探孔232個，其中在三個鉆孔中進行了波速測試，在兩個鉆孔中進行了電阻率測試[1]。

2測試原理方法

2.1 波速測試

不同巖土層的彈性特征存在差異，可通過彈性波速等參數反映出來。鉆孔剪切波速測試就是利用這一差異，通過測定不同巖土層的剪切波（S波）、壓縮波（P波）的傳播速度，計算動力參數、場地卓越周期，評價場地地震效應，確定場地類別，并據此判定巖土層的工程性質，為工程設計提供依據。

本次波速測試使用XG-I型波速測試儀，采用單孔法，在地面震源采用叩板正反向激發，并產生剪切波（S波），孔內由檢波器（三分量探頭）接收剪切波，利用剪切波震相差180°的特性來識別S波的初至時間。當采集縱波波速時改用垂直敲擊方式（主要產生縱波）來接收所產生的縱波。

2.2 電阻率測試

巖土體由于成分、密度、結構等方面的不同，其電性特征也存在差異，這種差異可以通過電阻率值的大小反映。電法勘探利用這種差異，通過儀器設備采集地層的電阻率值，對地下巖土體進行評價。

本次電阻率測試使用DJC-1型多用途電測儀，采用電測井法。鉆井中的土層和水有不同的物理性質，將電流通入鉆井中形成電場，利用電位儀測出電場的分布及變化規律，根據視電阻率公式計算出視電視阻率值，利用視電阻率值大小的變化規律來分析比較相關土層或水質的物性差異，達到區分不同土層的位置、厚度、含水條件等目的。當兩點間的大地電阻率比值大于3時，中間加點直到兩點間大地電阻率比值小于3[2]。

3測試結果及動參數計算

根據實測結果，得到各土層的波速及電阻率成果，如下表1。

4測試結果分析應用

根據各土層剪切波速測試結果，計算本場地的等效剪切波速為205m/s，場地覆蓋層厚度大于50m，場地類別為Ⅲ類，為對建筑抗震一般地段。

根據場地卓越周期的經驗公式，計算深度取25m，得到本場地的地基土卓越周期為0.467s。

5結束語

本項目勘察工作中采用的地球物理勘探方法為波速測試及電阻率測試，測試結果驗證了各巖土層的性質差異及層位，是對鉆探、室內試驗及原位測試成果的有效補充。

根據相關公式，計算得出了各土層的動參數、等效剪切波速及地基土卓越周期，為場地的抗震類別劃分提供了定量參考。相關成果可供設計單位進行詳細設計時使用。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.巖土工程勘察規范：GB50021-2001（2009年版）[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2] 遼寧省住房和城鄉建設廳，遼寧省質量技術監督局.建筑地基基礎技術規范：DB21/T907-2015[S].沈陽：遼寧科學技術出版社，2015.