工程物探技术现状简介-北京中坤众泰地质咨询
- 格式:doc
- 大小:100.00 KB
- 文档页数:11
地球物理勘探技术的现状与未来地球物理勘探技术是指用物理学原理研究地球内部结构和性质,从而揭示地下矿产资源、水资源、地热能等自然资源的储量、分布和性质的一种勘探方法。
随着社会经济发展进入新时代,人类对于地球物质资源的需求越发迫切,尤其是在环保、节能、新能源等领域的应用需求中,地球物理勘探技术的作用愈发凸显。
本文将对地球物理勘探技术的现状与未来进行探讨。
地球物理勘探技术底层原理及技术现状地球物理勘探技术有许多不同的方法,包括重力测量、磁力测量、地震勘探、电磁法勘探、辐射探测和测井等。
这些方法各有优缺点,也各有适用范围。
在应用时需要综合运用,以达到最佳勘探效果。
一、重力测量重力测量是指通过测量地球不同位置的差异重力场变化来研究地球内部结构、性质和介质变化等信息。
由于地球不同地方的重力场受到的物理因素影响不同,这就使得地球上不同区域的重力场强度存在差异。
在重力场强度异常区域进行测量,可以发掘地球内部盆地、岩石构造变化等信息。
重力测量主要应用于大型地球物质构造的研究,如大型火山构造、或者超大型盆地等。
同时也在建筑、工程测量等领域得到广泛应用。
二、磁力测量磁力测量是指通过对磁场的测量,研究地球内部透磁性变化的一种物理勘探方法。
磁场是由地球内部铁、镍等有磁性物质的组合所形成,通过对地球磁性场的研究,可以揭示地球内部的物理结构、性质以及区域性的地质构造特征。
磁力测量技术在地质勘探中已经得到了很好的应用。
例如在预测矿体和油藏位置时,通过测量目标区域内的磁性异常区域,对于寻找和确定矿体和油藏的位置提供了重要的信息。
三、地震勘探地震勘探是利用地震波在介质中传播的特性,从而研究地下地质构造以及地质界面的一种方法。
地震波的传播路径和速度受到地下地质构造和介质及物理参数等的影响,因此,通过采集地震波并解译地震波传播路径和速度的变化,可以研究地下地质构造和存在的物质。
地震勘探是应用最广泛、效果最好的勘探方法之一。
地震勘探可以区分岩性、描述地层、关联结构、揭示构造以及详细描述矿体、油藏等地下介质的变化。
岩土工程工程物探技术分析岩土工程工程物探技术是岩土工程中非常重要的一项技术,主要是指利用各种地球物理、地球化学、地球动力学等科学原理和方法,对岩土体内部介质的性质、结构、成分、变化情况等进行探测和研究,以达到评估地下岩土体质量、控制风险、减少工程事故、提高工程质量等目的的技术。
岩土工程工程物探技术的种类很多,主要包括地震勘探、电磁法、地电法、磁法、无线电法、地温法、重力法等。
下面我们就针对这些物探技术分别进行分析。
首先是地震勘探技术。
地震勘探技术是利用地震波在不同岩土体介质中的传播特性,对岩土体内部介质的结构、成分、变化情况等进行探测和研究的一种技术。
它的优点是探究范围大、分辨率高、勘探深度深。
但是地震波在不同介质中的传播速度存在较大的差异,这就会引起波束扩散,从而降低分辨率,同时短波长的地震波不易穿透深部硬质岩石,也会限制勘探深度。
因此,在使用地震勘探技术时需要根据具体情况进行选择。
其次是电磁法。
电磁法是利用电磁波在不同介质中的传播特性,对岩土体内部介质的结构、成分、变化情况等进行探测和研究的一种技术。
它的优点是具有高分辨率、高灵敏度和探究深度较深的特点。
但是它也有一些不足之处,比如被探测的岩土体中存在导电物质时,会引起电磁波的反射和折射,使电磁波的传播路径受到干扰,从而影响成像效果,此外,电磁波的传播距离也会受到地形、土层、天气等因素的影响。
所以在使用电磁法时,需要根据具体情况选择不同的方法和参数,以达到最优化的探测效果。
接下来是地电法。
地电法是利用不同土层和岩石中的介电常数和电阻率差异来探测地下结构和地层工艺性质的一种技术。
它的优点是能够在不破坏地下岩土体结构的情况下获取各种有关地下情况的信息,具有广泛的应用范围。
但是地电法也存在一些问题,如信号传播距离受土质地形的影响而产生噪声,信号分辨率低,难以识别浅埋层的岩土体性质等。
然后是磁法技术。
磁法技术是利用不同岩土体中的磁性差异对其进行探测的一种技术。
物探技术在岩土工程勘察中的应用及前景分析发布时间:2021-07-31T10:12:25.617Z 来源:《电力设备》2021年第3期作者:杨超[导读] 工程地质勘探技术包括用机器观察人工物理场或自然物理场的变化。
(河南省众慧电力工程咨询有限责任公司河南郑州 450000)摘要:近年来,我国经济稳步增长,城市建设工程的数量增加,作为基本建设项目的准备,岩石和土壤的勘探和工程质量直接影响后面的设计和建筑工作。
工程物探技术是一项专业的岩土勘察技术手段,其在准确性方面比其他勘察技术更具优势,可帮助工作人员更加详细地了解岩土状况,为建筑工程的整体稳定性提供支持。
本文对岩土工程勘查工作的物探技术的运用与未来发展情况进行了分析和预判。
关键词:物探技术;岩土工程勘察;应用;前景1?工程物探技术概述工程地质勘探技术包括用机器观察人工物理场或自然物理场的变化。
地下地质层的物理性质包括大量的信息。
例如,深度、形状、大小等可以看出决定土壤物质参数、解决地质问题的物理勘探工程方法。
工程勘测技术有四个特点,声波钻探、数字钻探、高密度钻探等许多工程工具被用于这些用途。
在进行真正的勘探工作之前,应认真进行预备测试,慎重比较这些测试,选择最佳的采矿方法和设备。
为了使探查工作得到准确可靠的结果,代表物理探查结果的比较和检查,包括钻探、试运行、试运行等。
初始位置和测试结果形成相关联的经验联系,以确定包括定量标准的适当标准。
通过分析判断,将有效利用勘探成果,在矿山作业中有效应用,保证设计前的测试质量,以及整个项目的质量。
2?工程物探用于岩土勘察的主要流程在岩土工程地质勘察中运用物探法需要开展以下几方面的流程:第一,作业布置。
根据具体岩土工程建设要求和技术要求布线,给地质情况的勘察工作提供更好的基础保障。
第二,钻探验证。
技术人员应该根据具体技术要求对终孔深度进行检验,根据实际钻探情况进行技术测试,同时也需要通过多种措施保证孔内的清洁度,配合现场测量各项工作的顺利开展。
地球物理勘探技术的现状与展望地球物理勘探技术是一种用地球物理学原理和方法探测地下结构、矿藏、水文地质、构造等信息的技术。
在石油、天然气、矿藏等领域,地球物理勘探技术一直扮演着重要角色。
随着科技不断进步,地球物理勘探技术也在不断更新换代。
本文将对地球物理勘探技术的现状和展望进行探讨。
一、地球物理勘探技术的现状1.1 电法勘探技术电法勘探技术是通过电流在地下的传输和分布情况,判断地下的电性差异,推断出地下岩层的组合、厚度等信息,从而实现勘探目的。
目前,该技术已经得到了广泛应用,并且不断发展,如CSAMT、MT、TEM、VLF等新颖方法的出现,更是增强了电法勘探的深部探测能力。
1.2 重力勘探技术重力勘探技术是根据地球重力场的变化推断地下岩石体的密度差异,从而判断其成分和构造特征的一种地球物理勘探技术。
随着重力仪直接读数和数字化后的出现,该技术的精度和解析度得到了进一步提高,并得到了更广泛的应用。
1.3 磁法勘探技术磁法勘探技术是根据地球磁场变化情况推断地下岩石体的磁性差异,从而判断其成分和构造特征的一种地球物理勘探技术。
近年来,磁法勘探技术也得到了快速的发展,基于自然场HFM法、坐标绕平面地磁法等方法的出现,使得磁法勘探技术更加的快速、准确、高效。
1.4 地震勘探技术地震勘探技术是在地下注入一定能量,测定地下波动、振动的发生、传播、传递情况,获取地下物质性质和构造等信息,从而实现勘探目的。
地震勘探技术是目前最常用的地球物理勘探技术之一,该技术的应用已经涵盖了石油、天然气、地热能产业,尤其是在油气勘探中占有重要地位。
二、地球物理勘探技术的展望2.1 数据采集技术的升级与创新随着大数据、人工智能等技术的不断发展,地球物理勘探技术也逐步实现了从以数据产品为主的传统勘探方式转向以数据采集和处理为核心的勘探方式。
未来,数据采集技术还将进一步升级,如实时数据采集技术、多传感器多元数据采集技术的创新将使数据采集更加快速、准确、全面,从而提升勘探效率。
物探技术在岩土工程勘察中的应用及前景探析摘要:物探技术是一种岩土工程施工勘察检测技术。
其主要功能是探索岩土工程地质条件、地质环境等因素。
物探技术的应用可以提高岩土工程勘察水平和岩土工程施工质量。
结合相关岩土工程地质资料和相关资料,可以帮助工作人员根据收集到的资料做出最科学的判断,便于岩土工程的合理规划,实现岩土工程的优化设计,更好地解决在岩土工程中遇到的问题,也能使得勘测的结果更加准确、勘测过程更加简单以及勘测的资金投入更少。
关键词:物探技术;岩土工程勘察;应用;前景1导言物探技术随着科学技术发展也不断提升,物探技术在不断发展历程中,逐渐形成一个繁多、庞大而完整的科学体系,数学、物理的各个分支都渗透到这个领域之中。
物探技术相较于其他勘查方法,具有透视性、效率高、条件性等特点,如何更好的利用物探技术本身的优势应用于岩土工程地质的勘察中,是本文要探讨重点问题。
2物探技术概述在对先进科技进行运用的过程中,工程物探技术得以越加广泛的应用,物探技术重点是利用有关的设备针对自然物理场和人工物理场的改变状态实施精准、实时的监察,这一技术重点会运用到地下的岩土层中和地质物体中,能够帮助有关技术工作者针对地质体空间中的详细讯息进行充分把握,针对岩土工程中的地质情况进行准确的判别,找出具体存在的问题,最后制订出合理的应对方案。
对工程物探技术运用具有以下四大特点。
第一,在工程物探技术中综合了多种现代化的科技,包括了高密度电法、电磁波、钻孔声波探测技术,把相关技术进行整合应用,有利于对复杂的地质条件进行探究。
例如,那些岩土较为疏松的区域或是岩溶缝隙较大的地层。
因为这部分地层较为特殊、复杂,所以必须针对工程地质进行更为精准化的勘查。
第二,不同的工程在对物探技术进行应用时存有一定的差异。
各项技术均拥有自己的优势和劣势,在运用期间必须综合具体的运用标准和实际情况对该技术进行科学合理的运用。
如此便可以在最大程度上确保勘查技术的应用成效。
岩土工程中工程物探技术的应用分析
岩土工程中的工程物探技术是指利用地球物理方法和仪器设备来研究地下材料性质和
构造特征的技术手段。
在岩土工程中,工程物探技术的应用是非常重要的,它可以用来获
取地下的岩土工程参数和地层属性信息,为工程设计和施工提供必要的数据支持。
工程物探技术可以用于地下水资源的调查和评价。
通过地下水探测仪器测量地下水位、水质、水层厚度等参数,可以了解地下水资源的分布和变化情况,为水资源开发和利用提
供科学依据。
还可以通过地球物理方法探测地下含水层的物理特性,如电阻率、介电常数等,从而判断地下水的潜能和水文地质特征。
工程物探技术在岩土工程中的应用还包括地质灾害的预测和评估。
利用地球物理方法
和仪器设备探测地下岩土体的力学特性、应力状态和变形特征,可以提前发现地质灾害的
隐患和演化趋势。
通过地震勘探技术可以探测地下断层和滑坡的存在及其运动情况,为地
震和滑坡等灾害的防范和治理提供重要的数据支持。
工程物探技术在地下工程的勘察和设计过程中也有着重要的应用。
通过地球物理方法
和仪器设备测量地下岩土体的物理参数和工程性质,如密度、波速、阻抗等,可以了解地
下岩土层的力学性质和构造特征,为地下工程的选址、布置和设计提供科学依据。
还可以
通过工程物探技术对地下岩土体进行隐患检测和评估,预测地下工程风险,为工程施工和
监测提供可靠的依据。
岩土工程勘察中物探技术及数字化的发展趋势分析发布时间:2022-08-31T03:01:23.634Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷4月8期作者:韩晓光[导读] 为岩土工程的顺利开展提供支持,而且操作简单,能够在工程当中进行广泛的应用。
因此,有必要对其进行深入的探讨。
韩晓光中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司辽宁沈阳 110015摘要:近年来,我国的岩土工程数量不断增多,这在推动国家经济建设与发展的同时,也让岩土工程的质量成为了社会各界广泛关注的话题,而要想有效提升岩土工程质量,相应的地质勘察工作必不可少,只有通过高质量的地质勘察工作,才能为相关工程的有效开展提供支持。
工程物探技术是一种较为先进的地质勘察技术,不仅能对所在区域进行全面的勘察,为岩土工程的顺利开展提供支持,而且操作简单,能够在工程当中进行广泛的应用。
因此,有必要对其进行深入的探讨。
关键词:工程物探技术;岩土工程;应用中图分类号:TU19 文献标识码:A引言随着社会经济发展对矿产资源需求的不断增加,矿山工程也在不断发展的过程中,对勘探技术的要求也越来越高。
工程勘察技术是水环境地质勘探的重要手段。
它具有勘察范围广、造价低的特点,能使勘察人员详细了解岩土工程情况。
因此,它在岩土工程勘察中得到了广泛的应用。
在进行矿产资源勘探和开采之前,需要对矿山进行大量的工程地质调查,包括对矿区岩土成分和结构的调查。
其中,确定基岩覆盖层厚度是测量地下矿体深度的前提。
因此,岩土工程勘察是岩土工程建设中非常关键的环节。
总结工程地质特征对今后的勘察设计工作具有重要的现实意义。
1 物探技术地球物理勘探技术的全称是地球物理勘探技术,主要是指勘探和分析不同类型地层岩性、地质构造等地质条件对不同类型地球物理场的变化。
由于构造底部不同岩石介质在密度、弹性、电导率、磁性、放射性、热导率等方面存在一定差异,这些差异可能会影响地球物理场的局部形态。
借助于分析物理场的分布和变化,借助于获得的材料数据,可以达到分析地质性质的目的。
地球物理勘探技术的发展现状及应用探究地球物理勘探技术是一种非常重要的探测技术,主要用于地下物体的勘探和探测,包括矿产资源、地下水资源、油气资源等。
随着技术的不断发展,地球物理勘探技术也在不断更新换代,应用范围也越来越广泛。
本文将从技术现状、应用现状两个方面进行探究。
一、技术现状1、三维地震勘探技术三维地震勘探技术是一种基于地震波反射原理的勘探技术,可以获取地下的三维地质资料。
该技术主要用于油气勘探,可以快速获取地下油气信息,提高油气勘探开发的成功率和效率。
同时,还可以应用于地质灾害监测、水文地质勘探等方面。
2、磁法勘探技术磁法勘探技术是一种基于地球磁场反演的技术。
通过测量地球表面的磁场变化,可以推测地下固体物质的分布状况。
该技术主要用于矿产勘探、水文地质勘探等方面。
4、地热勘探技术地热勘探技术是一种利用地下热流场特征进行勘探的技术。
通过测量地表的温度和热流场变化,推演地下的热流场分布情况,进而研究地下地热资源的分布情况。
该技术主要应用于地热资源勘探和利用方面。
二、应用现状1、油气勘探地球物理勘探技术是油气勘探的重要手段之一,可以大大提高油气勘探的成功率和效率。
目前,三维地震勘探技术被广泛应用于油气勘探领域。
2、矿产勘探地球物理勘探技术在矿产勘探领域也有着广泛应用。
通过电法、磁法等勘探技术,可以准确推算出地下矿产分布情况,为矿产勘探提供了重要支持。
4、地质灾害监测地球物理勘探技术在地质灾害监测方面也有着广泛应用。
通过三维地震勘探技术、重力勘探技术等技术,可以对地质灾害发生的原因和过程进行分析和研究,提高地质灾害的预测和预警能力。
综上所述,地球物理勘探技术在现代勘探领域中占据着重要的地位,随着技术的不断发展和应用的不断拓展,地球物理勘探技术的应用范围也将越来越广泛。
岩土工程勘察中物探技术及数字化的发展趋势分析发布时间:2021-08-30T17:23:13.263Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷11期作者:孔江伟[导读] 岩土工程勘察技术决定着整个建设工程的质量和安全。
孔江伟中土大地国际建筑设计有限公司河北石家庄 050000摘要:岩土工程勘察技术决定着整个建设工程的质量和安全。
近年来,建筑业的结构形式和功能逐渐多样化,这使得岩土工程勘察技术标准的要求更加严格。
以往的测量技术已不能满足现代建筑工程的需要。
因此,有必要重视岩土工程勘察技术的改进和完善。
关键词:岩土工程勘察;物探技术;数字化;发展趋势 1 岩土工程勘察物探技术分析 1.1 岩土工程物探技术。
岩土工程的有序施工离不开物探技术的有力支撑,物探技术以其勘探可靠性高、效率高、成本低等优点在岩土工程勘察中得到了广泛的应用。
而且,在应用过程中,该技术不会受到地形等因素的影响。
目前,岩土工程勘察技术已逐步扩展到定量分析。
试验所得数据可直接应用于实际施工。
不难看出,这项技术的应用能够有效地解决传统勘探技术无法解决的问题。
1.1.1 TSP测量技术Tsp测量技术又称地震测量技术,主要由软件和硬件两部分组成。
在实际测量过程中,借助TSP测量技术开展测量工作,可以有效避免外界因素的干扰,并且可以远距离测量,具有较高的分辨率。
借助地震探测接收机,可以及时接收到相应的探测信息,经过科学合理的分析,得到更为准确的测量数据。
1.1.2探地雷达技术探地雷达技术是一种能较好地处理地下介质不连续性的地球物理技术。
在相关设备的支持下,它可以发射超高频脉冲电磁波,进而更准确地测量地下介质的分布。
该技术不会带来任何破坏,并且具有测量效率非常快、操作非常简单等优点,在岩土工程测量工作中得到了广泛的应用。
1.1.3 CT技术CT技术又称地震波层析成像技术,可以通过地震波的不同走向来探测地质的内部结构,然后以图像的形式显示最终的探测结果。
物探行业现状分析报告引言物探行业是随着社会经济的发展而兴起的一种专业技术服务行业,通过应用物理、化学、地质等学科的原理和方法,对地下资源进行探测、评价和开发。
本报告旨在对物探行业的现状进行分析,包括行业发展趋势、市场规模、技术创新等方面的内容,以期为相关行业和企业提供参考和借鉴。
行业发展趋势技术创新带动行业发展近年来,随着科学技术的不断进步,物探行业也得到了迅猛发展。
新的探测设备、数据处理算法和解释方法的应用,极大地提高了勘探效率和准确性。
例如,地震勘探中的反演技术、电磁法勘探中的多频率方法等,都为行业带来了新的突破和机遇。
多学科交叉助推行业融合传统的物探行业主要依赖地球物理学的理论和方法,但随着时代的发展,物探行业也逐渐与地质学、化学、计算机科学等多个学科相互交叉,形成了跨学科的融合。
这种融合不仅丰富了物探行业的技术手段,也为行业的发展带来了新的动力和活力。
绿色环保成为行业发展新方向在过去的物探过程中,常常会对环境造成一定的污染和破坏。
但随着社会对环境保护意识的提高,绿色环保成为了物探行业发展的新方向。
例如,通过应用无人机遥感技术进行勘探,不仅能够提高数据采集的效率,还能够减少对自然环境的干扰。
市场规模与竞争状况市场规模的扩大随着世界各国的经济发展和资源需求的增加,物探行业的市场规模不断扩大。
尤其是一些基础设施建设的快速发展,如交通、能源等领域,对物探行业提出了更高的要求和需求。
根据市场调研数据显示,物探行业的年复合增长率达到了8%左右。
市场竞争的加剧随着市场规模的不断扩大,物探行业的竞争也越来越激烈。
目前,国内外已经出现了许多大型的物探企业,他们拥有丰富的技术和项目经验,具有较强的竞争力。
对于小型企业和初创企业来说,要想在市场中立足,必须具备独特的技术优势和市场定位。
地区发展不平衡由于地质条件、资源分布等因素的不同,物探行业的发展在各个地区存在着差异。
一些资源丰富的地区,如油气田区、矿产资源富集区等,物探行业发展较快,市场竞争也比较激烈;而一些资源匮乏的地区,物探行业的发展相对较慢,市场竞争相对较弱。
工程与环境物探在国内外的发展工程与环境物探技术包括方法和仪器两方面。
方法是物探工作的基础,包括探测的基本原理、观测方式、资料处理方法及解释原理。
仪器是物探数据采集设备系统,包括发射、接收、模数转换、存储和处理等单元。
在工程与环境物探技术的发展中方法起主导作用,在很大程度上物探方法带动仪器的发展。
在这里从方法和仪器两个方面,回顾一下国内外工程与环境物探技术的发展现状。
在目前国内外的物探领域应用的地球物理技术从原理上分三类,即波动场方法、感应场方法和谐和场方法。
因对探测的可靠性和分辨率的要求高,所以目前工程与环境物探领域主要使用波动类方法,配合少量的感应场方法和谐和类方法。
波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法。
波动类方法是以波的传播速度、时间、传播规律等信息作为探测基础的,确定目标的位置、大小、和性质。
目前的工程与环境物探中使用的波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法,前者包括地震波、声波、超声波,后者主要指雷达波。
工程与环境物探领域习惯上将电磁波和电磁感应和静电场等方法归在一起,称为电磁方法。
近年来超声波技术进展很快,发展起相控阵超声成像和超声导波检测技术。
工程病害诊断技术要求分辨率高、可靠性好,常使用地震CT、声波CT、电磁波CT和高密度电法。
有些方法可以在不同用途中选用,没有明显的界限。
现分别进行评述。
1. 工程与环境物探中的弹性波方法及其发展现状弹性波方法是目前工程与环境物探技术的主体,包含地震波、声波和超声等方法。
它们之间没有本质差别,都是利用弹性波的传播规律进行探测,差异仅在于使用的振动频率、传播距离、分辨率不同。
频率低于200HZ的弹性波为地震波,200HZ和20KHZ之间的为声波,高于20KHZ的为超声波。
因此,在这里可以对三种波一并分析。
弹性波探测的理论基础是弹性波的传播规律,最基本的规律是反射、散射、折射定律。
弹性波有代表压缩变形的纵波和剪切变形的横波,两种波在遇到界面时要发生相互转换,在有自由界面存在的条件下产生表面波。
弹性波在层状介质内传播的基本规律是很简单的,即反射和折射定律。
但是在具有边界、表面、内部界面、缺陷等不同结构存在的条件下,弹性波的传播特性变得十分复杂,会发生透射、反射/散射波、波型转换和导波;介质表面传播的Rayleigh波和Love波,分层界面间的Stonely波,板中的Lamb波等;在板、柱、管等有自由边界的结构内,弹性波存在多模态和频散现象,形成各类导波。
此外,不同尺度大小的异常结构,对不同波长的散射效应是不同的;了解波的这些传播规律,是应用弹性波进行勘探和检测的基础。
由于研究对象的差异、观测条件的限制和研究精度的不同要求,需要采取不同的观测方式和资料处理方法,由此在工程与环境物探中形成了几种不同的勘测方法与技术。
目前较常用的有8种,即反射波法、折射波法、散射波法、面波法、CT成像法、声波测速、相控阵扫描成像法和超声导波法等等。
他们在观测方式上各不相同,资料处理基于不同的原理、方法和处理流程,根据不同的参数进行解释。
以地震波为手段的反射地震、折射地震、散射地震成像、地震面波等方法主要用于场地和线路的工程勘查;以声波和超声为手段的反射与透射、声波散射成像、声波CT、相控阵成像、超声导波等技术主要用于工程检测;地震CT 和声波CT主要用于工程病害诊断。
现对各种方法的应用现状作以简单介绍。
地震反射波法地震反射波法是地球物理学中发展最早的探测方法,理论基础是Snell定律。
该方法假定介质近乎层状,横向变化小于纵向变化,反射面横向尺度远大于波长(D>3 )。
在石油与煤炭资源勘查中广为应用,已发展起以CDP/CMP为核心的资料处理技术,应用到3D地震勘探。
工程勘查中借鉴这种石油勘探技术,在我国东部平原和古老山地工程场地与线路勘察中应用效果良好,但在西部造山带地区因地质条件复杂,横向变化较大,应用效果很不理想。
地震折射波法地震折射是发展最早的地震勘探方法之一,主要用于工程勘查。
工作原理是地震波在高速界面超临界角入射时的全反射理论。
主要用于松散层与基岩接触界面的追踪,勘探深度不大,对于基岩界面起伏不大的场合效果较好,工作效率高。
对于造山带地区基岩界面起伏较大的场合,勘探结果误差较大大。
同时,对于有低速层的场合不适用。
由于勘探精度较差,分辨层位较少,目前应用减少。
地震散射波法地震散射成像是近年发展起来新的观测与资料处理方法,它基于波动传播的惠更斯原理,当弹性波入射到异常体时,异常体作为新的震源向周围介质散射能量。
根据接收到的散射波的运动学与动力学特征可确定异常体的位置与性状。
散射方法在观测方案、资料处理方法等方面均与反射法不同,它以偏移成像代替CDP叠加,以叠加能量最大原理代替速度谱分析。
SSP地表地震剖面法是基于地震散射,用于工程勘察。
TST隧道超前预报技术也是建立在地震散射理论基础之上的,在云南、重庆、四川隧道超前预报与地震边坡勘查中有很多成功的应用。
声波与超声散射方法主要用于工程检测,如相控阵声波与超声成像技术都是建立在散射基础上的。
散射方法可探测到尺度小于和等于波长的异常体,在使用相同波长的条件下,散射成像技术可以比反射技术分辨出更细小的异常体,分辨率提高一个数量级。
地震面波法地震面波是工程勘查中常用的方法,特别是瞬态面波法。
该方法是基于层状介质自由表面面波的传播规律。
当波动在自由表面附近传播时,能量随深度呈负指数衰减,面波在传播中发生频散,不同频率的波透射的深度不同,相速度不同。
通过频率-速度曲线确定介质模量随深度的分布。
该方法工作简便,但勘探深度不大,一般可达20-30米,在地质条件横向变化不大的地区效果较好,在东部地区的场地和线路勘察中有很多成功的应用实例。
在西部造山带地区因地质条件横向变化剧烈,勘探结果代表性较差。
工程CT成像法工程CT成像方法是通过参量沿射线路径的积分来反演介质内部结构的成像方法(Computer Tomography),常用的成像物理量有介质的波速和衰减系数。
从观测方式上分有透射CT和表面CT等种类,从参量上分有波速CT和率减CT等种类。
波速对介质力学模量敏感,率减系数对介质完整性更敏感。
从使用的波长、频率上工程又可分为地震波CT和声波CT,前者多用于工程地质勘察和病害诊断,后者主要用于混凝土结构的检测与缺陷诊断。
该方法分辨率高、可靠性好、图像直观,是目前工程物探领域最受信赖的技术。
国内外有很多地震CT用于矿床构造勘查的成功实例,用于核电场地勘查、隧道病害诊断、边坡地质条件评价的工程实例有几十个,满足了工程设计和病害治理的需要,效果很好。
声波CT目前在混凝土桥梁整体浇注质量评价和缺陷诊断中发挥着重要作用,成功的应用实例已有几十个。
声波检测法声波检测法是多种声波检测技术的统称,其中包括岩体、混凝土的声波波速测量、声波基桩检测、声波锚杆检测、混凝土裂缝深度检测、成桥的VSP声波测桩等。
工作原理基于声波的直线传播、反射与绕射理论。
声波检测种类繁多,新方法层出不穷。
在铁路、高速公路、水电建设、市政工程建设中声波检测的领域越来越广。
相控阵超声成像相控阵超声成像技术是近年来工程检测领域发展起来的最新的探测技术,类似于医学检查诊断中的B超。
它的基本原理是利用相移控阵技术形成干涉波场,在需要的方向和距离上相干叠加,达到聚焦的目的。
同时,利用阵列接收和合成孔径技术进行散射扫描成像。
该技术因为发射和接收都具有空间的窄波束特性,所以在空间上具有很高的横向分辨率。
操作便捷,图像直观,分辨率高,便于工程应用。
在金属结构探测中,超声相控阵探测深度可达10cm以上,分辨率达到0.5mm。
英国、法国已开发出了主频1-3MHZ的超声成像专业设备,在国内外飞机、航天器、油气管道、大型压力容器等金属结构的质量检测中发挥了重要作用。
混凝土质量检测的超声相控阵成像技术也已成熟,主频100KHZ-1MHZ,探测的深度可达1m以上,分辨率为厘米级,在法国已开始实验。
俄罗斯已开发出300KHZ的大功率超声反射CT成像设备,近几年来在地铁隧道衬砌质量检测中应用效果良好,这是目前分辨率最高的工程物探技术,超过了地质雷达。
超声导波检测技术超声导波是近年发展起来新的超声检测技术。
基本原理是利用板、柱、管等结构体(波导体)中纵横波的多次反射、类型转换和相干叠加,形成了具有不同振动模态的超声波。
这些超声波在结构中传播遇到缺陷时形成反射与散射,通过接收不同模态的超声波可检测出不同部位的缺陷。
导波的特点之一是具有多种振动模态,每种模态具有独特的波结构,利用波结构的不同特点检测不同部位缺陷;导波的特点之二是具有强烈的频散特性,不同模态、不同频率相波速不同,应用中需要认真进行模态判别、频率分析和相波速测定。
该技术的研发主要起源于美国和英国,近几年发展很快,渐近成熟,我国已开始引进。
主要用于金属管道、压力容器、复合板材、飞行器结构的缺陷检测和质量控制,取得了常规方法难以达到效果。
特别是对于金属管道内腐蚀探测这类疑难问题,渴望有所突破。
2. 工程与环境物探中的电磁方法现状电磁方法在工程勘查、工程检测及病害诊断中有独到的作用,是地震与声波方法无法代替的,它对岩土介质的含水状态特别敏感,对寻找岩溶、断裂构造十分有效。
电磁方法包含的种类很多,因工程与环境中勘测深度不大,要求的分辨率较高,一般仅下列几种方法常用,有高密度电法、瞬变电磁、地质雷达等三种。
高密度电法高密度法是最常用的勘探方法,它是建立在静电场理论基础上的测量方法。
基本工作原理是供电电极在半空间内产成电场,电场的分布与供电极的位置和介质的电性分布有关,通过测量表面电压,推定地下视电阻率分布,解释地下介质的构造特征。
该方法一般情况下用于场地和线路勘查,探测深度在100m左右,不超过200m。
但近年来通过改用高压供电和多点供电方式,一个排列的电极数目可超过250个,勘探深度可超过400m,可分辨宽度5m左右的断层,性能大大提高。
在隧道地质超前预报中,用于寻找含水断层、岩溶等高导体构造的位置,取得很好效果。
在云南、重庆、贵州、宁夏、新疆的铁路与高速公路隧道超前预报的实例已超过100座,有效地指导了隧道安全施工。
云南湾田3号隧道高密度电法预报岩溶与开挖对比瞬变电磁方法瞬变电磁方法原是金属矿勘查的手段,现在也用于工程与环境勘查。
瞬变电磁方法是一种电磁感应方法,其工作原理是通过供电线圈在地下产生磁场,中断供电电流时磁场消失,在介质中诱发感生电流和磁场,从感生场的强度与到达地面的时间可获知介质的电导率特征和埋藏深度。
瞬变电磁方法用在坝体的渗漏勘查、边坡含水区探测、隧道地质超前预报等工作中有很多较好应用实例。
瞬变电磁探测的深度由几十米到几百米,太近的距离探测比较困难,也就是盲区比较大。
因为工作原理是电磁感应,所以探测的纵向和横向方的空间分辨率较低。