工程勘察中物探方法的应用于春友 发表时间：2019-04-16T10:33:30.737Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：于春友 [导读] 物探方法的探测对于各种场的变化及利用具有重要的现实作用，如电场、磁场、重力场等方面，这种场源有人工的，有天然的。黑龙江省第一地质勘查院黑龙江牡丹江 157011 摘要：作为一门新兴的勘探技术，工程物探能够检查地球物理场变化找出地质问题并加以解决，我国岩土勘察中广泛应用这项新兴的技术已经取得较好的成果。在工程勘察中物探方法作为辅助手段，根据前期物探结果，有利于提高勘察工作效率及降低成本。在我国工程勘察技术和质量不断升级的背景下，我国工程勘察逐渐在工程行业得到了普及和推广。在勘察技术得到推广的过程中，尤其是工程勘察技术中的物探技术得到广泛的好评和肯定。鉴于此，本文对工程勘察技术中的物探技术进行相关分析，并对工程勘察物探技术的使用提出可行性建议。 关键词：工程勘察；物探方法；应用 1引言 物探方法的探测对于各种场的变化及利用具有重要的现实作用，如电场、磁场、重力场等方面，这种场源有人工的，有天然的。地质体的空间结构和物质成分的变化导致场的变化。因此在一定的基准面探测其场的变化，则可对地质体的空间结构和物质成分的变化进行推论。工程物探技术从属于地球物理勘察技术，针对现阶段的地质问题，一般采用这种技术来勘察地球物理场变化从而找出解决问题的办法。通过物探技术，全面彻底地了解这些变化。物探技术的技术方法十分广泛，在我国，这些技术已被广泛应用于岩土工程测量和勘察工作中，且已经取得十分优秀的成果。 2物探技术应用于岩土工程的分析 2.1检测应用分析 对岩土的的检测是工程物探技术应用于岩土工程的基本工作，主要检测工作有评价地基加固效果的检测、路基密实度检测、基桩质量检测，在检测工作进行过程中，要严格遵守正确的测量方式。从现阶段的技术水平而言，对于岩土工程应用工程物探技术检测的主要方式有地质雷达检测法、瞬态面波检测等方面，检测工作要在岩土工程开始前和结束后要全面开展，利用岩土工程开始前后的不同数据进行全方位对比和仔细研究，找出不相一致的数据。针对不相一致的数据一定要仔细找出具体原因，做好总结工作。 此外，检测工程建筑裂缝还可以利用电磁波检测法，工程物探技术在控制建筑质量工程工作中同样起着十分巨大的作用。一般情况下，检测建筑工程质量时应用的工程物探技术主要有声波测桩检测法和动力测桩检测法，其共同的检测原理是分析被测对象传递出的弹性波和反射特征还有传递速度的不同检测应用于工程的混凝土质量是否合格。工程物探的检测方法不但花费较低、工艺上简便易行而且对于工程的检测效率非常高，适合应用于检测整体工程，因此工程物探技术的检测应用十分广泛。 2.2实际应用分析 钻探勘察法是应用在岩土勘察中的传统方法，使用的时间长久，缺点是勘察结果的连续性不强，从而影响对于勘察结果的全面分析，加大对于地质情况分析的难度。为了更加连续的获得勘察结果，更加简便地分析全面的地质情况，我们可以在岩土勘察中使用工程物探技术，工程物探技术不但可以连续获得勘察结果，其勘察的准确性也大大高于传统的钻探勘察法，漏洞很少。此外，工程物探技术的应用范围要超出传统的钻探勘察法，其不受地形和天气因素的限制，操作性强，精确度较高，最关键的是勘察成本较低，吸引了市场的注意力，工程物探技术迅速在岩土勘察工作上迅速铺展开来。在以后的勘察工作中，工程物探技术能够和传统的勘察方法相结合，争取勘察更广泛的地质情况。工程物探技术采用高密度电勘察法和地质雷达勘察法进行工程勘察。 3布置物探工作应注意的问题分析 在岩土工程勘察项目中先期投入物探工作能够大大提高钻探工作的效率和准确性，但物探方法有很多，投入物探方法需要策划和设计，而且物探方法是间接的勘探方法，物探结论是对异常的推论，因此物探方法是不能完全替代钻探的。因此，选用物探方法应注意如下问题： 3.1选用物探方法应有针对性 物探方法在岩土工程勘察中的作用是毋庸置疑的，布置物探方法应该有针对性，而不应该滥用，更不能任意夸大或缩小物探方法的作用。物探方法的选择应具备主要的物性前提和场地条件，例如潮湿的地面对于地质雷达勘测会产生明显的干扰，应采取适当措施降低干扰或采用其他的物探方法，而在煤矿采空区进行勘探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应，也要考虑到是否为煤层的影响。某一物探方法获得的解释成果不能简单地否认另一种方法所确定的异常的存在，即物探方法之间只是对异常的补充而不是对异常的否定。 3.2物探推论需要验证多种物探方法 综合勘测确定的异常并不能保证推论100％正确，验证仍是最需要的关键环节，在没有验证的情况下，物探异常的推论仅仅是一种理论和经验的推断。 3.3选用物探方法要综合考虑经济性 通常在地质情况简单的情况下，如果由一种或一种以上的物探方法能获得较一致的异常反应，是没有必要投入更多的物探手段来重复获得同样的异常认识的，物探方法同样也需要成本。在实际工程中投入物探方法应提倡够用就行。 4岩土工程应用发展方向 工程物探技术能够在保全被测对象的情况下对地质情况进行非常全面的测量，这就大大优于传统的勘察技术。此外，其高精确度、高工作效率和低廉的勘察成本都使其拥有非常广阔的发展前景，并且科技水平的逐渐提高，工程物探技术的水平和精确度还在不断提高。以下简要分析工程物探技术的发展方向。 4.1地震波层析成像勘察 使用地质钻探法在浅层成像仪的帮助下对岩土工程剖面测试和勘察就是地震波层析成像勘察。此种勘察方法能够摆脱地标障碍物和岩土风化层给勘察工作带来的影响。从现阶段的勘察实践工作来看，由于受井深和其附近的电缆的影响，地震波层析成像勘察所测量的岩土
地球物理勘探 一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点: 四、物探方法的应用范围与应用条件 五、物探在工程勘探中的应用
一、物探及其分类 1、地球物理勘探 地球物理勘探，简称物探，是以地下岩体的物理性质的差异为基础，通过探测地表或地下地球物理场，分析其变化规律，来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围（大小、形状、埋深等）和物理性质，达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 物理性质：岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。 地球物理场：物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。 天然场；天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场（放射性射线场）等 人工场：由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等，发球人工激发的地球物理场。人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好，但成本较大。
地球物理场还可分为正常场和异常场。 正常场：是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。 异常场：是由探测对象所引起的局部地球物理场，往往叠加于正常场之上，以正常场为背景的场的局部差异和变化。例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场，叠加在正常磁场之中；铬铁矿的密度比围岩的密度大，盐丘岩体的密度比围岩的密度小，分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。 2、地球物理勘探分类 二、物探方法简介 1、重力勘探 重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化（即“重力异常”）来勘探矿产、
2.常用的工程地质勘探方法？具体工程的应用？ 勘察方法或技术手段，主要以下几种： 勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。 1．坑、槽探： 就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，并能取出接近实际的原状结构土样。
2．钻探： 是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在工程勘察中是必不可少的。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段，它可以获得深层的地质资料。 3．地球物理勘探： 简称物探，它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。 ①工程地球物理勘探。简称工程物探，其目的是利用专门仪器，测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物
理性质的差别，通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探（测井）；按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法，地震勘探中的浅层折射法，声波勘探等；测井则多采用综合测井。 物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围，且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础，在控制点和异常点上布置勘探、试验工作，既可减少盲目性，又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探，根据综合成果进行对比分析，可以显著提高地质解释的质量，扩大物探解决问题的范围，缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释，所以只有地质体之间的物理状态（如破碎程度、含水率、喀斯特化程度）或某种物理性质有显著差异，才能取得良好效果。 ②钻探坑探及槽探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法，直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件，为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是：查明建筑物影响范围内的地质构造，了解岩层的完整性或破坏情况，为建筑物探寻良好的持力层（承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层）和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面（如软弱夹层、断层与裂隙）;揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样；为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
1. 什么是工程物探？ 工程物探，是地球物理勘探的一个分支，它是应用地球物理学的原理进行工程地质调查的一种勘探方法。 2. 物探定义： 以岩矿石间的地球物理性质的差异为基础，通过接收和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周围空间产生的地球物理场的变化和特征来推断地质体存在状态（产状、埋深、规模等）的一种地质勘探方法 3. 常用物探方法有哪些？ 目前常用的方法主要有地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井等。 地震勘探介质弹性差异勘探地震学波场 重力勘探介质密度差异 ?磁法勘探介质磁性差异非地震学 ?电法勘探介质电性差异 ?放射性勘探介质放射性差异辐射场 。地热测量地下热能分布和介质导热性地温场 3. 简述工程物探的应用范围. 1、第四系覆盖层探测； 2、隐伏构造破碎带探测； 3、岩体风化和卸荷带探测； 4、滑坡体探测； 5、岩溶探测； 6、地下水探测； 7、隧洞施工掌子面超前预报； 8、桩基质量检测； 9、4. 工程与环境物探的特点 1、勘探深度、勘探规模变化大，场地条件多变，勘探方法不能拘泥于常规，应灵活多变，综合应用。 2、探测对象结构复杂，具非稳定性或随机性，探测精度要求高，指标参数多，时常要求实时解释。 3、工作环境一般较差，噪声水平较高，场源选择时常受环境限制，要求仪器具有高灵敏度、高精度、高分辨率、高保真，且性能稳定可靠，抗干扰强，智能便携。要求工作人员要有一定的专业技术素质，且具有现场工作经验。 4、工期短，速度快，成本低，效益好。能清晰、无损地描绘探测对象的空间展布状态。 5、要加强新技术、新方法与新装备的研究应用，充分利用现代电子技术与计算机数字处理技术。 5.工程物探的主要研究内容 1、研究地质构造 2、研究介质体的状态和性质 3、环境检测与灾害调查 6. 地震波有哪些类型？简要说明各类地震波的特点 地震波有：纵波、横波与面波，在地震勘探中还有利用转换波、槽波等进行勘探的。 纵波以速度vp传播，其传播速度较其它波快，纵波比较容易激发与接收，地震勘探经常使用纵波来进行； 横波以速度vs传播，其传播速度与纵波相比较慢，横波在液体中不能传播，其与纵波联合勘探，可以得到岩土体的工程地质动态参数，为工程设计提供丰富数据；
1:5000激电中梯剖面测量 1:5000激电中梯剖面测量采用长导线，针对重要异常带、矿化带进行，为寻找隐伏矿提供依据。 1、1:5000剖面敷设 剖面端点用全站仪或GPS RTK布设，用木桩标记；测点采用GPS RTK分段控制、罗盘定向、测绳量距布设，用带有编号的红布标记。质量检查按“一同三不同”的原则进行，检查点在空间上、时间上大致均匀，总检查量不低于5%，精度要求达到“B级”精度要求，即在相应比例尺图上平面点位限差＜±2.5mm，点位中误差不超过12.5m；相邻点距误差限差10%，均方相对误差不超过5%。 2、野外工作方法 激电剖面法采用中间梯度装置，AB＝1200米，MN=40米，点距=20米。 采用时间域激电测量，正反向标准直流脉冲供电，脉冲宽度2秒。 以上参数可根据野外实际情况，通过现场试验进行适当调整。 激电观测参数为一次电位Vp、供电电流强度I及视充电率Ms，计算视电阻率ρs。观测时，测量电极MN在供电电极AB的2/3区间移动，旁线距小于AB/5。全区装置大小、观测参数设置应保持一致。一条剖面不能在一个供电装置内完成时，每个装置接头处应有三个以上的重复观测点。供电电流应使二次电位观测值大于最小可靠值，一般应使一次电位观测的观测值绝大部分在30mV以上。野外要经常检查仪器、导线的漏电情况，对突变点、异常点应进行重复观测和加密观测，确保观测数据可靠。 3、电性参数测定 电性参数测定主要采用露头法测定，有条件时，应采集一定的岩矿石标本，用标本法测定，并分别统计。每类岩（矿）石标本不少于30块，参数测定的质量评定应以采用某一种岩性测定的全部标本检查结果来衡量，即用基本观测统计出来的常见值与检查观测结果统计出来的常见值相对误差不得超过20%。 4、质量标准 视电阻率观测精度（＜±7％），视充电率观测精度（＜±12％），达到B 级精度；电性参数总平均相对误差≤±20%。
（建筑工程管理）工程物探基础方法及案例分析
反射波法、折射波和透射波法在工程勘查中的基础方法 原理及其实测案例分析 前言 地震勘探是通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油和天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。目前的流行的地震勘探方法主要有反射波法、折射波法、透射波法、瑞雷波法和桩基无损检测法。本人认为桩基无损检测法实际上也是应用地震波发射波法检测桩基的完整性，故在本文中擅自将桩基无损检测法归纳入反射波法当中。 二、正文 1、反射波法的应用 反射波法是利用地震反射波进行地质勘探的方法。通常在激发点附近，即深层折射波的盲区以内接收反射波。在巨厚沉积岩分布的地区，壹般在几公里的深度范围内能有几个到几十个反射界面，故能详细研究浅、中、深层地质构造。根据反射波的资料，可求地震波在覆盖层的传播速度和大段地层的层速度，进而能准确地求得界面的埋藏深度且进行大段的地层对比。由于反射波法壹般在激发点附近观测，受激发时产生的干扰及地表结构的影响较大，故随时都必须注意消除干扰，以获取质量良好的反射资料。 1、1桩基无损性检测 下面例举利用地震反射波法进行桩基完整性检测的试验: 1、1、1桩基无损性检测原理 桩基础是建筑结构工程重要的基础形式之壹,由于工程地质及施工技术等方面的原因,部分桩常出现断裂、离析、夹泥、缩颈,严重影响基桩的承载力。为了保证工程质量,需要对基桩进行检测。对于桩基的低应变动态检测通常采用低应变反射波法。它的主要检测方法是通过激励锤在桩顶施加激振力,在桩顶产生压缩波。该波沿桩身向下传播过程中,遇到不连续界面、截面大小发生变化至桩底时,由于波阻抗发生变化,将产生反射波。利用传感器、信号线及数据采集系统将反射波的时程、幅值和波形特征记录下来,然后通过分析系统来判定桩的完整性情况。 反射波法的理论基础是壹维波动理论,当弹性波沿着垂直截面的方向从壹种介质到另壹阻抗不同的介质,在界面将会产生扰动,分别以反射波和透射波在俩种介质中传播。 （杆的壹维波动微分方程） （通解采用行波形式） 波的阻抗其中ρ为桩的质量密度,c为波速,A为面积,根据阻抗发生变化界面处的连续条件可得: 其中Z1和Z2分别桩界面变化处的上、下部的阻抗。当VR和VI同号,说明反射波和入射波同相位,即Z1>Z2,桩阻抗由大变小,此处桩发生了断裂、砼离析、夹泥、缩颈或摩擦桩底反射。当VR和VI异号,说明反射波和入射波反相位,即Z2>Z1,桩阻抗由小变大,此处桩发生了嵌岩桩底反射或扩颈。 假设桩为壹维线弹性杆,其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密度为ρ,弹性波速为C(C=E/ρ),广义波阻抗为Z=AρC;推导可得桩的壹维波动方程: 假设桩中某处阻抗发生变化,当应力波从介质Ⅰ(阻抗为 Z1)进入介质Ⅱ(阻抗为Z2)时,将产生速度反射波Vr和速度透射 波Vt。 令桩身质量完好系数β=Z2/Z1,则有
工程地质勘察中需要注意的问题 发表时间：2010-11-17T14:24:36.710Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年6月下旬刊供稿作者：孙军强朱金荣[导读] 附图、附表能够更直观地说明地质勘察出的问题，它能使人更直观地了解地质结构。孙军强朱金荣 (宁夏回族自治区煤田地质局) 摘要：勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上。优良的勘察报告无疑会给设计提供可靠的工程地质依据。相反，不合格的报告会给设计带来严重的不良后果，甚至造成质量事故。笔者对工程地质勘察中需要注意的若干问题进行了探讨。关键词：地质勘察方法勘察质量 引言 近些年来，我国工程地质勘察工作已有了长足发展，已经成为了我国地质工程建设的左右手。地质勘察是对地质工程相关区域范围内的岩石、地层、构造、水文、地貌等地质情况进行调查了解，确定工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。地质勘察报告的内容将会决定出不同的投资投入和施工管理方案，不同的施工方案决定不同的工程质量。 根据调查，我国大多数的露天煤矿的边坡或排土场，都曾经出现过不止一次的边坡滑落，而每次的滑坡事故基本上都是灾难性的。如1967年新疆某露天煤矿设计采出能力为150万吨/年，虽然按照计划采出，但从第二年揭露煤层顶板开始，就发生了滑坡事故，至1982 年使整个东区(西部区尚未开发)3.5km的外工作帮全部滑落，其滑坡面积60万平方米，体积达2163万立方米，虽没造成人员伤亡，但给生产带来了巨大困难，造成了巨大经济损失。分析原因是由于在勘察阶段没有全面的对工程地质、水文地质和周边环境等做全面了解。工程地质勘察没能保质保量的做好，就自然而然地造成了建设设计阶段对边坡考虑不周。 1 在实际工程地质勘察中需要注意的各个方面的问题 做好煤矿工程地质勘察工作，对揭露和解决在露天矿生产开采阶段中的全部工程地质问题，减少安全生产隐患，提高安全生产，避免生产事故有着重要意义。笔者通过总结自身多年的生产实践经验和借鉴有关资料，将对工程地质勘察中需要注意的若干问题进行探讨，并且要做好以下各个步骤。 1.1 要注意编制纲要在开展现场地质勘察工作前，必须编制勘察纲要。其目的是让工作人员事先对需要勘察的地区进行必要的调查、收集和整理改区的区域地质资料，初步了解分析该区可能存在的工程地质问题。通过对该区域内地质水文条件的了解，确定勘察的主要手段及勘察布置。在纲要中还要详细阐述对场地地质条件的认知程度、项目概况，着重提出本次工程地质勘察的目的、方法、仪器设备、勘察范围和技术要求。另外还要对参与勘察工作的人员、在勘察中所使用的仪器设备及勘察质量保证措施加以说明。 1.2 要选择合适的勘察测试方法勘察主要有钻探、取样和试验三种方法，它们都拥有着非常强的针对性，选择合适的勘察方法可以起到事半功倍的效果，否则不但起不到应有的作用，还有可能会浪费大量的工作时间和资金。那么如何选择既经济又合理可行的工程勘察方法呢？首先应当详细了解场地已有地质资料、沿线构造物情况、与工程建设设计人员充分交流、明确要解决的工程地质问题，然后开展勘察工作，特别是对未知区域的勘察，要分阶段的多次完成勘察工作。针对不同的材料与地质结构，采取的方法有：干钻取芯钻进、泥浆护壁回转钻进等。 1.3 要工程勘察质量控制工程勘察对于确保工程建设有着重要的基础作用，只有保证了工程地质勘察的质量才能保证工程建设的质量。地质勘察工作失误、失真，将会导致地基基础出现问题，一旦问题形成将会造成工程建设的极大浪费，甚至对社会产生深远的不良影响。因此，为保证和提高勘察的质量，要严格落实质量目标考核责任制、质量责任追究制，严格按照质量认证体系的要求，规范流程，明确责任，用过程质量保证总体质量。不断地引入新的勘察方法手段和仪器设备，加强勘察设计的质量控制。 1.4 要及时进行资料整理资料整理的好坏完全取决于在外作业时的勘察质量。项目负责人在外测量期间，应随时对完成的每个勘探点、测试点、物探点/线等资料进行检查验收并做好记录。在完全保证每一个工点、每一个工段都按照方案保质保量的完成勘察工作，就可以转入室内资料整理阶段。要坚决避免因资料或数据采集不足而影响资料整理工作的进行，甚至二次进场，这样就会造成了人力、物力和时间严重浪费。 1.5 要做好勘察数据的分析工程地质勘察报告是勘察工作的灵魂体现，报告的内容将直接成为项目施工建设的指导。文字报告是勘察成果的最主要的组成部分，其主要内容是介绍勘察地形地貌、地层岩性、地质构造和地震、水文地质和物理地质现象等。根据勘察的工程地质层的物理力学性质及结构，提出在建设设计时应注意的问题或隐患及解决建议或加固方案。在尽可能的情况下列出工程地质结构的性等的分布、储量和质量评价和开采条件、运输距离、运输方式等。附图、附表能够更直观地说明地质勘察出的问题，它能使人更直观地了解地质结构。 1.6 要控制好工程地质勘察周期勘察周期作为工程地质勘察项目的重要因素必须满足计划要求。在制定勘察纲要时，应根据工程项目情况、勘察工作量和勘察方法、场地地形地质条件等情况，对野外业工作、岩土试验和室内资料整理时间进行统筹安排人员和设备。树立项目全寿命周期成本观念，有效控制工程造价。勘察设计要统筹考虑规划、建设、养护、运营的全过程，运用项目全寿命周期成本观念，进行技术方案比选，合理确定项目的功能水平，实现技术与经济的有机结合，确保勘察设计工作质量。设计阶段是项目寿命周期成本控制最关键的阶段，要从项目生命周期的全过程去看待成本，不仅要重视建设成本、维修成本、养护成本的控制，还要重视环境成本和社会成本的控制，通过运用科学的方法合理评价设计方案，在确保安全和功能的前提下，通过提高技术含量，合理、灵活地运用设计指标，达到最佳技术与经济效益。 2 结束语 管理好一项复杂的工程地质项目，需要项目负责人除了具备良好的职业道德外，还要勘察好一个工程地质项目需要具备较高的技术水平和较丰富的实践经验。勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上。优良的勘察报告无疑会给设计提供可靠的工程地质依据。相反，不合格的报告会给设计带来严重的不良后果，甚至造成质量事故。因此要对勘察工作有明确的定位，重视工程地质勘察，落实管理和规范，只有这样才能确保拥有比较可靠的勘察成果。 参考文献： [1]杨洪海.露天煤矿排土场工程地质勘察技术方法浅析.地球与环境.2005.
工程物探技术在地质勘察中的应用解析 发表时间：2018-08-13T13:26:37.303Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：任长安 [导读] 随着物探方法在工程地质勘察工作中的应用程度不断加深，促使现代地质勘察水平得到了快速提升，也为工程地质勘察工作的顺利开展 河北省水利水电勘测设计研究院天津 300250 摘要：随着物探方法在工程地质勘察工作中的应用程度不断加深，促使现代地质勘察水平得到了快速提升，也为工程地质勘察工作的顺利开展，创造出良好的先决条件。因此，唯有逐步加强对物探方法在工程地质勘察中的应用研究，才能有效推进我国工程地质勘察工作的发展进度，也才能为物探技术的应用范围与应用深度发展，贡献出相应的力量。 关键词：工程物探技术；地质勘察；应用分析 引言 随着经济的日益增长和时代的飞速进步，在工程地质勘察的工作中，物探方法作为一种常用辅助手段，它的实用性很高，被勘测人员广泛使用，起着至关重要作用。本文主要介绍各种物探方法在工程地质勘察中的应用，为工程地质工作者提供一些实质的参考。 1工程物探勘察的特点 受地质条件变化的影响，地质体的物理场将会由此发生变化。例如现阶段自然界中所常见的电场、磁场、重力场以及地震波场等，均是极易受地质条件影响而产生变化的物理场种类。而由于此类物理场的变化，人们便可通过与其相对应的物理勘探方法（电法、磁法、重力法以及地震法等），对工程地质情况做细致化、灵活化、高效化以及精确化的勘测。而在具体工程地质勘察中，物探方法所具备的特点为：其一，工程探测深度相对较浅。涉及到工程中的地质勘探，通常勘察范围在几米至几十米之间。其二，勘测精度较高。通常情况下，工程中对于物探方法的应用精度要求同样较高，若存在较大误差，不仅会影响到工程质量、施工进度等，更会造成人身伤害及财产损失。 2物探方法与工程地质勘察的联系 物探方法为工程地质勘察提供了便利，使工作可以更高效地进行，使我国合理地开发资源并且有效地做大量的环保工作。目前物探方法主要服务于环境保护、资源开发和保护、工程建筑等方面。随着我国科技的不断改革和创新，物探方法在各个方面的应用取得了非常大的实质性突破，不断地促进我国各个领域飞速发展，取得了显著地成果。以往常用的工程地质勘察方法有：标准贯人实验、钻探取土、双桥静力初探等，这些勘探技术都为促进各个行业的快速发展有积极的作用，有时候选择其中一种勘察方法得到的结果很局限，如果可以几种勘察方法结合使用，可以得到更加精确的结果，做出正确的判断，从而提高工程地质勘察的效率和质量。 随着我国综合国力不断提高，对工程建设质量的要求也越来越高，因此在工程项目进行之前，就要对工程地质勘察的准确性严格把关，尽量把误差减小。如果在工程地质勘察阶段出现任何纰漏，都会对工程项目的质量产生巨大的影响。因此要想高效完成地质勘察的任务，必须要把物探方法和地质的相关工作相结合进行。以往都是根据已有的地质资料分析，然后选择地质工作和地点进行下一步的勘察，然而已有的资料记录不是很全面、准确，需要地质勘探的工作人员使用精密专用的仪器进一步勘测，确保勘测结果的准确性，改善勘测的质量，进一步提高工程地质勘察的水平。 3常用物探方法在工程地质勘察中的应用分析 3.1地震波层析成像技术 地震波层析成像技术是一种先进的工程物探技术，主要是通过浅层地震仪对工程地质进行全面勘察。地震波层析成像技术不仅能够准确排除地表的障碍，还能全面分析地层中风化层。勘察人员可以利用地质钻探技术实现对地层的深层次剖面探测。一是电缆长度的限制，另一方面是钻井深度，限制了地震波层析成像技术的发展，对地层进行深层次的勘察，就必须要进行深部钻井，这就要求较深的钻井以及较长的电缆，而一旦钻井深度过大就无法保证电缆传输的稳定，会影响到成像的清晰度，影响勘察精度。近年来，随着钻井施工技术以及远距离输电技术的发展，制约地震波层析成像技术发展的因素影响也越来越小，地震波层析成像技术的应用前景也越来越广阔。 3.2重力勘探 所谓重力勘探，即是利用组成地壳的各种岩体于矿体的密度差异而引起的重力变化进行地质勘探的一种方法。由于此种勘探方法的设定基础为牛顿的万有引力定理，则顾名思义此种勘探方法便被称之为重力勘探法。此种方法所具备的精度程度极高，在应用时，只要勘探地质体与附近范围内的岩体存在密度差异，便可通过精密仪器（重力仪、扭秤等）对重力的异常情况进行精确测量。现阶段，众多工程地质勘探项目中，已经广泛应用重力勘探方法进行勘探工作，且勘察效果优良，勘察结果准确度极高。同时，由于其所具备的特性，使其在工程地质勘察中的应用程度显著加深。例如：将重力勘探与工程拟建区地质以及相关物探资料进行整合后，便可对拟建区覆盖层下的矿体性质与地质构造等进行准确的推断，进而为工程建设做出准确的勘测数据，以供工程设计使用。但需要注意的是，此种重力勘探法仍具有较为显著的缺点，即在天气、地形以及有振动发生的情况下，其勘察的效果将很难确保准确性与科学性。 3.3高密度电法探测技术 该种探测技术也被称为高密度电阻率技术，属于在常规电法基础上衍生出的全新地质勘察技术类型。这项技术本身是通过对岩土介质当中的现存差异，并在具体勘察当中，专门由工作人员借助相应的勘察地点来进行电场施加。然后借助所检测的传导电流变化与分布的情况，判定岩土本身的性质。通常较高密度的电阻率技术能够准确的测量装置本身的大小、位置及排列情况等，还可充分借助对地下电流分布实施监测的情况来深入探测地面电场本身变化规律，从而精准的计算出地表电阻率，最终由电阻率规律来判定岩土本身性质。 以采用物探技术找水实例展开论述：针对某个区域内地层进行地质勘察，发现该地质层相对来说较为简单，并且其表层具体表现为第四系。并且其基岩也主要是由二叠系老山段砂岩与泥岩以及常夹煤层组合而成。所采用的主要物探找水方式是在实际地形和其他障碍地形基础上来进行，具体在东西、南北两个方向进行高密度电法剖面布置，并设定其电极数为120根，其点距需控制在3m的范围。具体的测量当中，针对电性的测量结果主要是南北向剖面基岩相对均匀的电性，并显示无异常情况；东西向剖面产生异常时，主要处于100-160桩号的基岩内部，将呈现出相对低阻异常区域。其电阻率小于150Ω，其中m表示第四系基本状况；当电阻值高达600Ω时，m以上则均为基岩。由此
不一、填空题 1. 组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起相应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变化，这种变化称为_____地球物理变化______。 2. 按照介质的物理性质分类，物探方法可以分为__纵波___、_磁场____、__电磁___、_振动____、__放射____、__地热___大类。 3. 工程物探的特点主要要求探查目标对象_____、埋藏____、分辨率_高___。 4. 电法勘探是以岩、矿石之间的 电学性质 差异为基础，通过观测和研究这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，从而查明地下地质结构和解决工程地质问题。 5. 电法勘探按照场源分为_天然_____和___人工_____，按电流性质分为___直流____和____交流_____。 6. 影响岩石电阻率的主要因素有：_矿物结构______、___空隙排列_____、__含水性______、_温度______。 7. 高密度电阻率法是集 剖面法 和 测探法 法于一体的一种多装置、多极距的组合测量方法，它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。 8. 视电阻率计算公式中，I U K MN S ?=ρ，其中K 称为___装置系数________，主要与_电极距____有关。 9. 影响水的电阻率的主要因素是_矿化度______和__温度______。 10. 激发极化法是以岩、矿石的 激发极化效应 的差异为基础，通过观测和研究大地激发效应来探查地下地质情况或解决某些水文地质问题的一种勘探方法，其视极化率的定义为_二次场______和___总场_____比值，它表征了不同岩矿石的激发极化性质。 11. 地下溶洞、采空区等是一种地质灾害，在通常情况下，视电阻率值为高阻，但在实际测量中，常常为低阻，原因是__封闭性不好，有低阻填充物____。 12. 地震勘探按照有效波类型分___反射波_______地震法、_折射波_____地震法和__投射波___地震法三种。反射波地震勘探,首先用人工方法使__人工方法使地表________产生振动,振动在地下__传播______形成地震波,地震波遇到岩层__分界面_______时,会产生__反射____成反射波.反射波到达地表时,引起地表的_质点振动________.检波器把地表的__机械振动_______转换成____电信号_______,通过电缆把电振动输送到数字地震仪器里, 记录在磁带上的,这就成为_____数字__________地震记录。对数字磁带地震记录,用电子计算机进行地震资料__处理_________,得到各种时间剖面,再对时间剖面进行地震资料___解释_______,并根据解释的结果做出工程设计，完成地震勘探。 13. 物体在外力作用下发生了_____形变_______,当外力去掉以后,物体能立刻__恢复__原状,这样的特性称为___弹性________.具有这种性能的物体叫___弹性波_______；弹性体在___外力______作用下所发生的___体积______或___形状_____的变化,就叫做_____弹性________形变. 14. 根据炮点和接收点的相对位置,地震测线分为__纵测线___和____非纵测线观测系数___两大类。 15. 地震勘探工作主要分为_采集___， 处理 和_解释 三大部分工作。 16. 炮点和接收点之间的___相对位置______关系,被称为___观测系数________ 17. 反射系数的大小取决于弹性分界面上下地层的__波阻抗______的大小.
工程地质勘探钻探方法 工程地质勘探，利用一定的机械工具或开挖作业深入地下了解地质情况的工作。在地面露头较少、岩性变化较大或地质构造复杂的地方，仅靠地面观测往往不能弄清地质情况，需要借助地质勘探工程来了解和获得地下深部的地质情况和资料。工程地质常用的勘探工程有钻探和开挖作业两大类。工程地球物理勘探有时也被归入地质勘探中。钻探 利用钻机向地下钻孔以采取岩心或进行地质试验的工作。工程地质钻孔的深度通常仅数十米到数百米。钻孔的孔径变化较大，一般为36～205mm，有时也采用直径达1m的大孔径钻孔。工程地质勘探中的钻探方法可分为三大类。 回转钻进 又称岩心钻探，指在轴心压力作用下的钻头用回转方式破坏岩石的钻进，可取岩心，也可不取岩心。回转钻进是钻进岩石的主要方法，为了保持岩心的天然状态，冲洗液通常采用清水。回转钻进可以选用不同材料的钻头，常用的有合金钻头、钢粒钻头和金刚石钻头。前一种钻头适用于钻进软至中等硬度的岩石。后两种钻头适用于钻进坚硬的岩石。为了采取薄层软弱岩石、夹泥、断层或破碎岩石的岩心，通常还采用双层岩心管或三层岩心管以减少钻进中岩心的磨损。为了减少钻杆升降次数，提高钻进效率，还可采用绳索取心钻具，在每一回次钻进后，将岩心从钻杆中提出孔口。 土探孔一般不允许使用带冲洗液的回转钻进，但可采用干钻。
冲击钻进 利用钻具自重反复对孔底进行冲击而使土层破坏的一种钻进方法。冲击钻进分人力冲击和机械冲击两种方式。机械冲击一般采用机械提升和向下冲击，适用于各类土层钻进。在河流冲积的砂砾层中钻进时，为了取得砂砾石样品，通常采用平阀管钻冲击，跟管钻进。 在砂砾石中钻进时，还可用打入法取样钻进。用直径150～200mm的厚壁套管制成长约0.5m的半合套管，下端连接带弹簧的管靴，上端与套管连接。钻进时将套管打入孔底0.4m左右，然后起拔套管，取出砂砾石，再将护壁管打入。这样逐次打入，逐次取样，直至终孔。冲击回转钻进 将冲击和回转钻进相结合的钻进方法，即钻头在孔底回转破碎岩石的同时，施加冲击荷载。 开挖作业 为揭露地质情况，在地表或地下挖掘的不同类型的坑道工程。主要形式有探坑、探槽、竖井和平洞等。其特点是地质人员可直接观察被揭露出的地质现象，采取各种岩土试验样品和直接进行岩土原位试验。地理环境 探坑 一种深度和断面都比较小的浅坑。断面呈圆形或方形。深度一般在1～3m。通常用其揭露被覆盖的岩体或采集土层和天然建材的试验样品。探槽 一种深度不大的长形沟槽。其长度根据追索的地质问题而定。主要用
5.3 物探工作 5.3.1 激电测量 布置于面积性异常查证区内，1：1万测量网度为100×40m，1：2万测量网度为200×40m。采用中梯（短导线）装置，极距AB＝1000-1500m、MN＝40m。观测范围限于AB极距2／3以内，测线长度大于2／3AB时，相邻测段需有2—3个重复观测点。一线供电多线观测时，主测线距旁测线间距应小于AB距的1／5，可以用时间域激电也可以采用双频激电。 1、时间域激电 具体要求如下： （1）参数选择 采用双向短脉冲供电方式，占空比为1：1，供电周期、延时、采样宽度通过该地区实验确定。 （2）发电、整流、发射与接收仪器校验 正式生产前，首先对生产设备进行技术校验，待所有参数满足要求后方可投入生产。要求发电机必须运转正常，输出电压变化不得超过5％；整流器和假负载工作正常；发射机输出功率必须稳定，电流显示应高于±1个字；接收机应性能稳定，抗干扰能力强。正式观测前应进行生产仪器的一致性对比试验，满足要求后方可投入生产。 （3）测量方法 观测参数为一次场电位差（ΔV1）、视极化率（ηs），发射机直读并记录供电电流（I），通过计算装置系数（K），最后用公式ρs=K×△V1/I计算出视电阻率（ρs）。 （4）技术要求 每日开工前与收工后要对供电电极、接收电极、接收线、发射线进行检查，确保不漏电、连接完整；每日供电前或每次布极后，检测AB两极的接地电阻，一般在1000欧姆米时开始供电；遇河流、水塘处导线必须悬空架设，不得放入水中；供电电极入土深度应保证在0.5m以上，测量电极必须接地良好；供电电流、总场电位差、视极化率必须保证三位有效数字；当观测困难时，应检查设备是否正常，查明原因后再继续工作；在野外观测中发现视极化率突变点或极化不稳时应进行重复观测，以合格观测结果的算术平均值作为最终观测结果。参与平
工程物探
《工程物探》课程地震部分 实验报告 系别：土木工程学院 专业：勘查技术与工程 姓名： 学号：
折射波法实验内容 一﹑实验仪器 检波器、大线、铁锤、炮线、地震仪主机 二、现场仪器布置 1. 振源和一组检波器布置在一条直线上（纵测线），排列相对较长； 2.采用相遇法观测系统接收； 3.检波器用大线与仪器相接，检波器个数与通道数和大线类型有关。 4.振源激振时通过触发开关控制检测仪开始记录。 三、实验参数设置 记录号：工区名称+序号 记录道数：24 每道采样数：1024 采样间隔：0.5ms 偏移距：5m 四、实验数据的整理与编写实验报告 1．实验数据整理步骤 （1）从仪器中把采集的地震记录数据导出，显示、选择质量好的可用于解释的资料，并打印。 （2）在地震记录上解释直达波和折射波，人工读或利用地震波显示软件拾取直达波和折射波的距离和初至时间。 （3）绘制相遇法时距曲线观测系统图。 （4）利用t0 解释法获得地质剖面图。 2.折射波法基本原理 以水平界面的两层介质进行简要的说明，假设地下深度为h，有一个水平的速度分界面R，上、下两层的速度分别为V1和V2，且V2>V1。 如图 4 所示。从激发点O 至地面某一接收点 D 的距离为X，折射波旅行的路程为OK、KE、ED 之和，则它的旅行时t 为：
（1—1）为了简便起见，先作如下证明：从O，D 两点分别作界面R 的垂线，则OA ＝DG＝h，再自A、G 分别作OK，ED 的垂线，几何上不难证明∠BAK＝∠ EGF＝i，因已知，所以： （1—2）和（1—3）上式说明，波以速度V1旅行BK （或EF）路程与以速度V2旅行AK （或EC）路程所需的时间是相等的。将式（1—3）的关系和式（1—1）作等效置换，并经变换后可得： （1—4）这就是水平两层介质的折射波时距曲线方程。它表示时距曲线是一条直线，若令x＝0，则可得时距曲线的截距时间t0（时距曲线延长与t 轴相交处的时间值） （1—5） 2、折射波分层解释的t0法 折射波t0解释法是常用的地震折射波解释方法，它是针相遇时距曲线观测系统采集发展起来的解释方法。 t0法解释的主要原理与方法如下： t0法又称为t0差数时距曲线法，是解释折射波相遇时距曲线最常用的方法之。 当折射界面的曲率半径比其埋深大得很多的情况下，t0法通常能取得很好的效果，且具有简便快速的优点。 如图 6 所示，设有折射波相遇的时距曲线S1和S2，两者的激发点分别是O1和O2，
2021年浅谈工程地质勘查物探方法 1资源勘查与物探方法的简单阐述 对于矿产资源而言，其形成过程是非常复杂的，在多年的地质作用下逐渐形成的。在矿产资源的形成过程中，主要有三种形式，即液态、气态以及固态，并且这些状态的物质也是地表或者是地壳中的原生富集物。所以，一般情况下矿产资源主要集中于地表或是地壳，一旦形成，受到地质的长期作用，从而展现出液态、气态以及物态三种性质，并且可以利用现有的技术对矿产资源进行勘探与开采，其在当前的社会发展过程中所发挥的作用是举足轻重的。但是，由于矿产资源的形成过程是比较漫长，并且再生的速度极为缓慢，在被开发之后要再生的话是艰难的，所以，就需要对当前已开发的矿产资源加以珍惜，以免由于过度消耗而造成资源匮乏。 2地球物理勘探方法 2.1瑞雷波法 在瑞雷波法中，可以将其分成瞬态瑞雷波法与稳态瑞雷波法。但是由于稳态瑞雷波法所使用的设备比较笨重，而且花费的成本也比较高，所以在应用方面比较难以推广。而瞬态瑞雷波法具有速度快、使用简便以及分辨率高的优点，在岩土工程勘察以及环境灾害的调查与评估中得到了广泛的应用。在瞬态雷波测试中，利用一个与地面垂直的冲击震源发出信号，再使用两个或者是多个检波器从震源开始的地方，沿着与测线垂直的方向布置直线，并且对一定频率范围当中瑞利波信号进行详细的记录，对有效信息进行提取，然后再利用专门的软
件进行正演或是反演。一般情况下，瑞雷波法常用于层状岩土体的识别与探测当中。 2.2地质雷达 地质雷达的特点是具有较强的抗干扰性、轻便以及分辨率较高，所以在文物考古、地质勘探以及公路质量检测中得到广泛的应用。对于地质雷达而言，其分辨率与探测深度与设备的参数以及电磁波在地下介质中的传播速度等岩土层物理性质有关。当前，在双天线地质雷达中，主要有两种观测方式，即宽角法与剖面法。其中，宽角法观测就是将其中的一个天线进行固定，而另一个天线则沿着测线进行移动，对地下不同层面的反射波的双层走时进行记录，从而将地下介质的电性参数与电磁波传播速度求取。而剖面法就是接收天线以及发射天线对间隔沿测线进行固定并同步移动，移动一步就会得到一个有效的记录，地质雷达度地下探测的时间剖面图像就可以通过整条测线来进行记录，通过这种记录方式能够将测线下方的地下物变化情况准确的反映出来。 2.4瞬变电磁测深法 在电法勘探中，瞬变电磁测深法(TEM)是最近几年发展起来的，它对所采集的数据加以利用，对各个测点在不同深处的视电阻率进行求取，然后形成视电阻率的剖面图，从而对视电阻率异常加以利用，对地下目的物的几何形态加以定位与分辨。在瞬变电磁测深法中，其不仅具有电磁法的高分辨率、强穿透高阻层能力之外，还具有受地形影响小、方便耦合等特点，并且在用人工源随机干扰的话，具有成像