胡浩 吳孟超

云南省地質(zhì)工程勘察總公司 云南省昆明市 650000

摘要：在巖土工程勘察的過(guò)程中，為了能夠更好的了解巖土層界面、地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、覆蓋層厚度、裂隙發(fā)育等情況，通常會(huì)采用各式的鉆探手段。通過(guò)各種物探方法的綜合利用，對(duì)構(gòu)造裂隙發(fā)育以及巖土層等形成的物性進(jìn)行差異性分析解釋，將有利于實(shí)現(xiàn)工程地質(zhì)勘測(cè)效果的提高，同時(shí)還具有經(jīng)濟(jì)、高效以及快速等優(yōu)點(diǎn)。因此來(lái)說(shuō)，工程物探方法作為一種新的有效的勘測(cè)手段，已經(jīng)被廣大的工程設(shè)計(jì)以及建設(shè)人員所接受。

關(guān)鍵詞：物探方法；巖土；工程；勘察；實(shí)踐

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，重大工程建設(shè)項(xiàng)目也在不斷增多。因此來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)的巖土工程勘察手段已經(jīng)不能夠滿足新階段的工程設(shè)計(jì)需求。近幾年來(lái)隨著工程物探技術(shù)的飛速發(fā)展，其作為一種新型的物探手段，已經(jīng)被大多數(shù)的工程設(shè)計(jì)師及建筑人員所接受。在巖土工程勘察中，物探方法的探測(cè)對(duì)于電場(chǎng)、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)等各種場(chǎng)的變化及利用都發(fā)揮著重要作用，所能探測(cè)的場(chǎng)源包括不僅包括人工的，也包括自然的。

一、物探方法概述

物探方法作為一種新興技術(shù)，受使用場(chǎng)地以及地形條件的限制相對(duì)較小，它能夠最大程度進(jìn)行時(shí)間、費(fèi)用的節(jié)約，并能夠有效的提高勘探結(jié)果的精確度。在巖土工程的勘察中通過(guò)采用物探方法能夠取得良好的效果[1]。物探方法一般是應(yīng)用于城建、路基、堤壩、隧道及橋梁等工程勘察項(xiàng)目，以便能夠?qū)ふ乙约敖鉀Q工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程質(zhì)量評(píng)價(jià)、災(zāi)害地質(zhì)等。在巖土工程勘察中主要采用瞬間變磁法、電磁波法、直流電法以及彈性波技術(shù)。物探方法的采用均是需要根據(jù)不同地質(zhì)目的來(lái)進(jìn)行選擇的。

二、工程物探方法

（一）瞬間變磁法

瞬間變磁法是指通過(guò)利用不接地的回線源向地下進(jìn)行脈沖電磁場(chǎng)的脈沖發(fā)送，在一次脈沖電磁場(chǎng)的間斷的期間再利用線圈進(jìn)行二次渦流場(chǎng)的觀察[2]。瞬間變磁法的應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，在一些接地條件差以及高阻圍的巖中進(jìn)行低阻目標(biāo)物的區(qū)分，從而充分利用多測(cè)道的剖面曲線來(lái)確定覆蓋層的下面是否存在低阻異常物。

紅層低阻覆蓋區(qū)進(jìn)行水源的尋找是物探方法的難題，但是通過(guò)瞬間變磁法將會(huì)取得顯著的效果。下圖為瞬變電磁電阻率的擬斷面，圖中5號(hào)所反映的是一種近似直立的高阻閉合圈，它會(huì)隨著探測(cè)深度的增深而增大，稍后測(cè)到會(huì)呈現(xiàn)半封閉直立異常狀態(tài)，進(jìn)而會(huì)逐漸由6號(hào)到7號(hào)點(diǎn)進(jìn)行位移，電阻率則將會(huì)隨著深度的增深而有所減少，最大值也將會(huì)由1000降低到4，通常情況下這種異常特征現(xiàn)象都會(huì)被解釋為是一條向東傾斜的石英巖脈，石英巖脈的淺部是不含水的，但是它的含水量會(huì)隨著深度的增加而增加，電阻值則會(huì)不斷降低，這是一條富含水的導(dǎo)水巖脈。通過(guò)后期在6號(hào)與7號(hào)之間進(jìn)行鉆孔，充分證明這一論證是正確的。

（二）電磁波法

電磁波探測(cè)方法需要在兩個(gè)鉆孔之間完成，一個(gè)孔是為了電磁波的發(fā)射，另一個(gè)孔則是進(jìn)行電磁波的接收。電磁波探測(cè)方法的應(yīng)用原理是根據(jù)探測(cè)孔間地層對(duì)于所發(fā)射的電磁波的吸收程度來(lái)進(jìn)行兩孔間地質(zhì)以及地形構(gòu)造情況的推斷解釋的。

（三）直流電法

巖層電學(xué)性質(zhì)的不同是直流電法的探測(cè)基礎(chǔ)，此種方法通常是通過(guò)對(duì)電場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行觀測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)問(wèn)題的解決。不同巖性之間的構(gòu)成以及成分也是不相同的，這也就使得巖層的導(dǎo)電性具有差異性。直流電的物探原理就是根據(jù)其導(dǎo)電性的差異來(lái)進(jìn)行巖層的分布以及地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)來(lái)進(jìn)行分析。直流電法又分為電剖面法以及電測(cè)深法。采用電剖面法能夠?qū)M向電性的變化有所了解，而電測(cè)深法則能夠?qū)Υ瓜蛏疃鹊牡刭|(zhì)變化信息有所了解[3]。

（四）彈性波技術(shù)

彈性波是應(yīng)用最為廣泛以及發(fā)展最快的物探方法，此種技術(shù)主要利用介質(zhì)對(duì)彈性波傳遞的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行地下物體界面的揭示，如果地下物體界面的差異性較大，那么彈性波就會(huì)從動(dòng)力學(xué)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)兩方面進(jìn)行表現(xiàn)。其中最主要的方法是地震波法。地震勘測(cè)主要是為了研究人工所激發(fā)的地震彈性波在巖土等介質(zhì)中傳播的規(guī)律性，從而能夠更好的對(duì)構(gòu)造以及地層的分布形態(tài)。地震勘測(cè)能夠最大程度的利用地下介質(zhì)的傳播條件的變化以及其他特征對(duì)地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行一定的檢查?？睖y(cè)完成后再根據(jù)所采集到的地震波在介質(zhì)中的傳播的振幅及速度、波形特征進(jìn)行介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)以及巖性的劃分。

（1）反射波法

反射波法是指通過(guò)反射波沿側(cè)線的反射時(shí)距曲線來(lái)進(jìn)行反射界面的面深以及構(gòu)造形態(tài)的確認(rèn)。反射波法主要是應(yīng)用在石灰?guī)r地區(qū)，用來(lái)探測(cè)灰?guī)r基巖面上的覆蓋層的厚度。下圖為反射波的形剖面圖，通過(guò)此圖可以較為直觀的觀察出各道之間反射波的同向軸，時(shí)間均在130到150ms之間，存在著一條反射界面線，此線呈波浪起伏狀。此圖解釋的界面跳動(dòng)為不平整的石灰?guī)r巖頂界面，根據(jù)時(shí)間進(jìn)行記錄及計(jì)算，上覆蓋層的深度為30至34m，此地震成果為石灰?guī)r的開(kāi)采以及設(shè)計(jì)提供了重要的地質(zhì)依據(jù)。

（2）面波法