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        物探在巖土工程勘察中的應(yīng)用

        2020-05-11 10:19:26余冰
        關(guān)鍵詞:電法高密度物探

        ◎余冰

        一、引言

        在建筑工程施工前,首先需進(jìn)行巖土工程勘察,而物探技術(shù)是巖土工程勘察中比較常用的技術(shù)。通過應(yīng)用各類勘察水對地下巖土層進(jìn)行勘察,能夠?yàn)閹r土工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及施工提供可靠依據(jù),保證項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行。與傳統(tǒng)勘察技術(shù)相比,物探技術(shù)一般不會受到地質(zhì)地形的限制,勘察精度高,勘察成本比較低,優(yōu)勢明顯。由此可見,亟需對物探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

        二、巖土工程勘探工作的作用

        巖土工程勘察多個學(xué)科,包括地質(zhì)、巖土力學(xué)等,巖土工程勘察的目標(biāo)是查明工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特征,據(jù)此對建設(shè)場地穩(wěn)定性以及適應(yīng)性進(jìn)行評價分析,與工程項(xiàng)目建設(shè)成本以及質(zhì)量安全密切相關(guān)。在有些工程項(xiàng)目建設(shè)中,在未獲得完整的勘察報(bào)告時即組織施工,安全隱患比較多,可能會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另外,我國地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),在巖土工程項(xiàng)目建設(shè)中,環(huán)境因素復(fù)雜,只有對建設(shè)場地地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察,確定不同土層分布形式,才能夠及時發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì),并及時采取有效的預(yù)防控制措施,為項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ),如圖1 所示。

        圖1 不同土層分布示意

        三、工程物探技術(shù)類型和特征

        1.工程物探技術(shù)類型。

        (1)地震波層析成像技術(shù)。

        地震波層析成像技術(shù)是一種比較先進(jìn)的物探技術(shù)類型,通過利用淺層地震儀能夠?qū)r土工程勘察區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘察,及時排查地表障礙,同時還能夠?qū)Φ貙又酗L(fēng)化層進(jìn)行全面細(xì)致的分析。在地震波層析成像技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中,可能會受到電纜長度以及鉆井深度的影響,而隨著鉆井技術(shù)以及遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的不斷發(fā)展,地震波層析成像技術(shù)水平也將不斷提升,應(yīng)用范圍越來越廣泛。

        (2)電法勘探技術(shù)。

        地殼中不同物質(zhì)的組成差異性比較明顯,同時電磁學(xué)性質(zhì)差異也比較大。在電法勘探技術(shù)的應(yīng)用中,可對不同勘察區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)電磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析和處理,進(jìn)而對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確勘察。在電法勘探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中,要求根據(jù)地質(zhì)特征差異不同而選擇不同的電法勘察技術(shù),比如高密度電阻率法、瞬變電磁法等。

        (3)波速測試技術(shù)。

        在波速測試技術(shù)的應(yīng)用中,要求對巖土層中壓縮波以及剪切波的傳播速度進(jìn)行原位測定分析,與傳統(tǒng)的室內(nèi)測試相比,波速測試技術(shù)所得勘察結(jié)果準(zhǔn)確性比較高,不僅能夠確定巖土工程勘察區(qū)域場地土類型,同時還可對巖土工程動力學(xué)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行測量分析,常見參數(shù)包括彈性模量、剪切模量等。

        2.工程物探技術(shù)特征。

        在巖土工程勘察中,物探技術(shù)的特征主要有以下幾點(diǎn):(1)物探技術(shù)的工程手段比較多,包括數(shù)字鉆孔攝影、鉆探、電磁波CT、室內(nèi)測試等,通過將多種技術(shù)方式進(jìn)行有效結(jié)合,可對復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察。(2)各類物探技術(shù)均有一定的優(yōu)勢,并且適用性差異比較大,在巖土工程勘察中,要求根據(jù)探測目的物以及目的層物性實(shí)際情況,選擇適宜的物探技術(shù),或者聯(lián)合應(yīng)用多種物探技術(shù),進(jìn)而保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)在利用物探技術(shù)獲得詳細(xì)的巖土工程勘察結(jié)果后,可對勘察結(jié)果進(jìn)行比較以及驗(yàn)證分析,充分利用勘察所得結(jié)果,并將其應(yīng)用于巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中。

        四、巖土工程勘探中物探技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

        1.項(xiàng)目概述。

        本文以某道路工程作為研究對象,對該道路工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)特征進(jìn)行分析,該道路工程地貌特征為溶蝕峰從以及溶蝕緩丘洼地。該道路工程線路走向?yàn)楸睎|向,氣候環(huán)境溫和,雨量充沛。該道路工程建設(shè)區(qū)域地下水類型單一,基巖為巖溶含水層,在灰?guī)r與白云巖裂隙中為巖溶裂隙水。在該道路工程勘察中,采用高密度電法進(jìn)行勘察,確定道路工程覆蓋層厚度、巖溶發(fā)育等時機(jī)情況,進(jìn)而為公路工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及施工提供可靠依據(jù)。

        2.勘探方法。

        在該道路工程勘察中,采用高密度電法,其應(yīng)用原理類似于常規(guī)直流電法,充分利用巖與礦石之間的電性差異特征,通過對電場在地層中的分布規(guī)律進(jìn)行分析,即可查明勘察區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造實(shí)際情況。高密度電法的數(shù)據(jù)采集量大,并且具有智能化特征,地層剖面圖的分辨率比較高。在利用高密度電法進(jìn)行地質(zhì)勘察前,首先需清除勘察區(qū)域地表雜草并澆水,以減小接地電阻,對于電纜與電極之間的接口連接處,應(yīng)采用絕緣膠帶進(jìn)行包裹,避免發(fā)生漏電問題,保證巖土工程勘察的順利進(jìn)行。

        3.勘探設(shè)備。

        在該道路工程勘察中,采用多功能數(shù)字直流激電儀。

        4.勘察結(jié)果。

        在利用高密度電法獲得巖土工程勘察結(jié)果后,需利用surfer 軟件以及二維電阻率反演成像軟件對勘察所得數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析,然后再輸入測線地面高程數(shù)據(jù)進(jìn)行地形校正,最后將必需參數(shù)輸入至軟件中,運(yùn)行軟件后即可對勘察所得數(shù)據(jù)進(jìn)行反演解釋。需要注意,在對勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋時,要求根據(jù)實(shí)際情況對各類參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保證解釋所得結(jié)果的真實(shí)性以及可靠性。通過對該道路工程進(jìn)行勘察分析,該道路工程線路巖溶裂隙相對不發(fā)育,局部路段發(fā)育深度較大,另外,道路覆蓋層厚度變化比較大。

        五、結(jié)語

        綜上所述,本文主要對物探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究,物探技術(shù)類型較多,要求根據(jù)巖土工程勘察需要選擇適宜的技術(shù)類型,在獲得各類地質(zhì)資料以及數(shù)據(jù)后,對勘察結(jié)果進(jìn)行整合分析,進(jìn)而為巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù),保證巖土工程項(xiàng)目建設(shè)效益。

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