論巖土工程勘察中物探技術及數字化的發展趨勢

王杰

（甘肅智廣地質工程勘察設計有限公司,甘肅 蘭州 730010）

前言

隨著社會的不斷向前發展，城市化的發展趨勢不斷顯現出來，人們對城市化的建設要求不斷提高，城市化的建筑在不斷深入的要求中不斷加快，然而隨著要求的不斷加大，建筑工程的復雜與艱難也與日俱增，如今對巖土工程勘察技術的要求也不斷提高，但是當前的巖土工程勘察技術仍存一些問題，為了使巖土勘察中物探技術及數字化的發展朝著更好的趨勢發展，本文首先對巖土工程勘察中的數字化發展和物探技術進行初步的分析，其次對物探技術的幾種方法以及物探技術的具體應用進行了介紹，再對綜合物探技術的應用進行了介紹，最后研究分析了巖土工程勘察數字化的趨勢以及數字化的建設，希望通過對巖土工程勘察中物探技術與數字化的研究分析，對巖土工程的勘察有所幫助。

一、巖土工程勘察技術的發展

傳統巖土工程勘察技術采用的鉆井的方法進行探測，這種方法不能夠準確的判斷和劃分地下具體情況。如地下的不明物體、洞穴、斷層、斷帶、滑動面、弱結構面等在地下分布的形狀、特征、埋藏深度等具體信息都無法被明確地被判斷，不利于巖土工程勘察技術的開展。而新型工程地球物理技術可以精確判斷地質劃分，這種技術相對于傳統勘察技術，具有節省時間、節省成本、精確度高的優點。工程地球物理技術中發展最快的、使用最廣泛的技術就是彈性波技術。

二、常見的物探技術種類

巖土工程勘察中的物探技術是一種成本低、效率高、準確度高、不受地形影響等優點的一種勘察技術，隨著科技的進步，物探技術在不斷優化與發展，因此在今后的巖土勘察工作中，通過采用這些高效的物探技術有效地進行巖土勘察工作。

（一）地震勘察技術

地震勘察技術又叫TSP 勘查技術，地震勘察技術包含兩個系統，即硬件系統和軟件系統，常用的物探技術主要為TSP202 系統和TSP203 系統，TSP 勘察技術的優勢主要是能夠進行遠距離的勘察工作、較高的分辨率、較高的抗干擾性；TSP 勘察技術在實際應用時需要相關技術人員充分了解勘察工作的具體情況，然后采用震檢波接收器將接收到的信息進行分析并匯總，通過深入的分析得到最佳的結果，這一項技術是巖土工程勘察技術中很常用的一種物探技術。

（二）探地雷達技術

探地雷達技術具有較高的分辨率、較強的操作性，不會對周圍的建筑結構造成大的影響，對周圍環境造成影響，而這是傳統勘察技術所缺失的，在現代的勘探技術中應用較為廣泛。探地雷達技術的原理是分析地下介質的不連續性，通過先進設備發出的高頻脈沖電磁波，來了解地下介質的地質情況和地層分布情況，通過對這些情況的獲取得到勘察數據信息。探地雷達技術也是巖土勘察物探技術中常用的一種物探技術。

（三）CT 技術

CT 技術采用設置接受點和激發點，來探測地震波的走勢，并根據探測出的地震波走勢確定地質彈性波速，并據此得到地質分布圖像，這項技術采用的原理就是通過探測到的地震波走勢的差異來了解地址的內部結構。這項技術的好處就是能夠在一定的時間內，能夠讓相關工作人員掌握施工區域的地質構造情況，此外，這項技術可以通過設置接受點和激發點對特定的地況進行針對性的探測，不同地況都能被恰當測定，能夠保證勘察的準確性，保證施工質量。

三、物探技術的各種運用

（一）分析信號的質量

在進行信號采集時，一般選擇在夜間進行信號的收集，因為白天的信號會受到噪音等干擾，因此夜間的信號質量比白天的信號高。此外，在進行信號分析前，要對未處理的信號進行適當的處理，但是某些時候，未處理的信號存在一些雜音，這些雜音會對信號處理的結果造成一定的影響，因此，在進行信號分析之前一定要注意對信號的雜音處理，以及對信號進行消波等工作，以此促進后續的信號處理工作，提高信號的質量。在對信號進行分析時，需要關注收集信號的長度、時間段等因素，然后對收集到的信號進行深入的分析。

（二）對數據進行處理

數據處理是勘察工作中的重要一步，即相關勘察技術人員核對獲取到的且經過簡單處理的數據信息，以此進行進一步處理，在處理過程中，相關技術人員還要對折射波數據進行分析處理，通過對折射波數據的分析處理了解工程建設中的地層深度、縱波速度等地址信號，以此來了解底層情況并有助于進行巖土勘察工作。

（三）對比結果

結果對比的作用是保證勘察到的數據的質量，在對結果進行對比時，相關技術人員對施工現場的具體地域的地形條件、地質條件進行分析了解。通過對地形地貌的分析了解加上對地形測點位置得到的數據進一步對數據進行處理，以便于得到初步的確定施工位置的土石分界剖面圖，并通過適當調整土石分界剖面結果與判斷速度達到物探技術使用目標。

四、綜合物探方法的應用

（一）橫波反射法

采用橫波反射法進行地質探測時，通過探測地下不同的介質，得到不同的波阻抗，在探測儀器上得到不同的波長和波動圖像，通過對發現的信息進行分析并解決相應的問題。橫波反射法相對于縱波反射法使用得更多，因為橫波反射法具有更好的抗干擾能力和高分辨率能力，因此得到的數據更有說服力。如地震波在地下進行傳播時，在遇到不同的介質時地震波信號會在不同的介質上先后的反射回來，反射回來的信號會被地表檢波器中接收到，并在地表檢波器反映出來，然后相關技術人員通過獲取地震儀中的數據，得到反射波的波長和波動圖像，通過對這些數據的分析研究，可以對反射波長和波動圖像的分析計算，了解相應地域的地質情況，以便更好地了解地下的構造情況進行更好的工作。

（二）多道瞬態面波法

多道瞬態面波法也是一種認識地質構造的方法，也利用的波的作用，利用面波在地下不同的介質中的傳播速度的不同的到相應的信息，因為面波在不同地下介質中傳播速度和變化特征都不同，相關技術人員通過采用瞬態沖擊力的方法激發面波，采用傳感器進行波動頻率的記錄，加之對地質巖土結構、頻散曲線變化之間的關系進行分析來對地質的構造進行認識。

五、GIS 勘察系統

GIS 勘察系統又稱為地理信息系統，這種系統作用是篩選，通過對數據的篩選來保證巖土勘察技術的準確性。GIS 勘察系統功能強大且多樣，這項系統具有信息儲存、空間數據計算、圖紙繪制、信息儲存等功能，其中信息儲存、空間數據計算具有強大的功能，能夠匯總并分析出各種數據信息，并篩選出各種信息的差異之處，而圖紙繪制、信息儲存等功能能夠幫助對比新型勘察信息與傳統勘察信息以此來及時更正勘察結構，并甄別出與實際數據差異較大的數據類型，這些功能都能夠在一定程度上的提高勘察結構與勘察數據的準確性。GIS 勘察系統是勘察系統中的常用勘察方法，GIS 勘察系統的運用對巖土勘察水平的提高具有一定的好處。

六、巖土勘察技術的數字化發展趨勢

傳統的巖土勘察技術比較落后，勘察精度不高，通過傳統勘察技術所得到的結果質量不高，提供給勘察技術人員的信息不真實，因此給勘察得到的結果產生較大的影響，不利于勘察工作的進一步推進。而巖土工程勘察的數字化技術相較于傳統巖土勘察技術擁有更高的精確度、更高的勘察水平，相關技術人員采用數字化技術來獲取勘察區域的地質情況，采用圖像數據的方式進行處理，先進的數字化技術為技術人員提供了更高端的操作平臺，因此技術人員在進行操作時更加容易，同時巖土的勘察工作得到的準確性也更高了。充分利用巖土工程勘察的數字化技術，能夠在工作難度及結果獲取上都得到相應的進步，為后續各項的穩步推進奠定基礎。

（一）電子技術的應用

隨著現代科學的快速發展，巖土工程勘察技術的數字化發展將會在電子技術上體現出來，巖土勘察技術在自動化、智能化方面呈現出較大的發展趨勢。隨著自動化、智能化的發展，巖土勘察質量將會有很大的提升，并且還能夠縮短工期、降低成本的支出。數字化巖土工程勘察技術利用計算機軟件平臺進行匯總并進行分析，完全使用計算機來進行信息資料的處理，并且使得施工現場的數字化，使得施工具有時效性，并且采用巖土工程勘察器材進行機器分析替代人工分析，更精確、省力，為巖土勘察工作提供了支持。

（二）基于GIS 的巖土工程勘察數字化技術

巖土工程勘察數字化技術時現如今巖土工程發展的必然趨勢。已有的巖土工程勘察數據庫為數字化技術的發展提供了一定的保障。在提供工程建設的數據時，需要將數據庫中的信息和工程建設中的實際數據一同提供出來；在構建數據庫的時，需要將用戶的原始數據、系統的數據過渡、最終的結果數據記錄下來，確保巖土工程系統建設的一致性。其中用戶的原始數據包括集合數據、測點基本信息等內容。原始數據指的是測點數據，系統的過渡數據是系統初級階段構建的模型，用于信息的核對，最終的結果數據在于處理系統的過渡數據。

七、構建巖土工程勘察中的數字化系統

構建巖土工程勘察中的數字化系統就是將在實際進行巖土工程勘察時的各項數據進行信號轉換工作，即將巖土工程勘察工作進行編程處理，將勘察工作與數字化工程聯合起來，將勘察工作建立在可編程控制器上，強調自動化建設，將實地的巖土勘察工作的實施進行優化。通過人工將實地勘察到的數據進行人工的數字處理與識別，建立一種勘察、測量一體化的數字化模型，這樣有利于巖土工程勘察作業的穩定。此外，將巖土工程勘察工作的實施情況建立到數字化平臺上，相對于人工隊對數據進行處理，數字化平臺的數據處理相對更加容易，并且數字平臺的建立能夠幫助巖土工程在遭受到破壞后以數字系統為依據建立動態巖土模型，幫助巖土工作的繼續開展，并時時監控巖土工程勘察工作的開展情況。對數字探測器的合理使用，時刻對施工場地的具體情況進行監測，以便于對后續的巖土工程勘察開展工作進行規劃，幫助后續工作的順利開展。

八、結束語

現代社會向前發展，城市發展對建筑技術提出了更高的要求，因此巖土工程勘察中的物探技術與數字化發展打開城市發展的大門，并解決建筑結構的多樣性與復雜性。通過引進先進的勘察技術、勘察設備、電子技術的應用，以此來推進巖土工程勘察中物探技術及數字化的發展。本文就分析了CT 技術、地震勘察技術、探地雷達技術三種物探技術，以及三種物探應用技術，以及數字化系統的構建對勘探工作的幫助，通過對巖土工程勘察技術中的物探技術及數字化的發展的匯總討論，明確巖土工程勘察與建筑工程的共同發展，有助于巖土工程勘察中物探技術能夠不斷發展。