【摘要】巖土工程勘察是工程建設(shè)重要組成部分，其重要性不言而喻。然而，在實(shí)際工程的開展中，由于勘察技術(shù)的單一化，導(dǎo)致工作效率偏低和勘察結(jié)果精準(zhǔn)度偏差大，無法全面、客觀地反映出區(qū)域的實(shí)際情況。因此，為了提高巖土工程勘察的質(zhì)量和效率，綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用變得尤為重要。綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用，可以為巖土工程勘察提供更多的數(shù)據(jù)來源和分析手段，保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】巖土工程勘察；綜合勘察技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TU195" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2023）24-0149-03

綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用對(duì)于確保工程的安全性、可靠性和可持續(xù)性起著至關(guān)重要的作用。隨著科技的飛速發(fā)展和工程建設(shè)的復(fù)雜性不斷增加，傳統(tǒng)的勘察方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工程的需求。因此，巖土工程勘察領(lǐng)域面臨著不斷創(chuàng)新和進(jìn)步的挑戰(zhàn)。綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用使得巖土工程勘察在工程建設(shè)和環(huán)境保護(hù)中具備了更大的應(yīng)用潛力和發(fā)展空間。未來，隨著技術(shù)的不斷革新和突破，綜合勘察技術(shù)將會(huì)更加完善和成熟，為巖土工程勘察領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新和突破。同時(shí)，綜合勘察技術(shù)還將與云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更智能化、高效化的勘察和分析，為工程的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

1 綜合勘察技術(shù)的原理

綜合勘察技術(shù)是一種高效、精確的地下信息獲取方式。地質(zhì)、地球物理、遙感等多種數(shù)據(jù)源都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍，因此只依靠單一的勘察手段難以獲取完整、準(zhǔn)確的地下信息。而綜合勘察技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)勘察的邊界，將各種數(shù)據(jù)源的信息匯總起來，大大提升了勘察結(jié)果的可靠性。綜合勘察技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的整合與分析。

首先，不同的勘察手段提供的數(shù)據(jù)在時(shí)間、空間和分辨率上都有所不同。例如，地質(zhì)調(diào)查能夠提供地層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征等信息，而地球物理方法則可以揭示地下巖性和地下水等物理性質(zhì)。這些不同類型的數(shù)據(jù)需要通過一定的處理和轉(zhuǎn)換，使得它們能夠相互關(guān)聯(lián)，并且形成一個(gè)整體。

其次，綜合勘察技術(shù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的融合和綜合分析。這個(gè)過程中，需要將不同數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)。通過對(duì)數(shù)據(jù)的比對(duì)和交叉驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的相互聯(lián)系和相關(guān)性，從而進(jìn)一步提高勘察結(jié)果的精度和可靠性。例如，地震勘探可以提供地下結(jié)構(gòu)的信息，而遙感技術(shù)可以提供地表形態(tài)和植被的信息。將這兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和融合，可以更準(zhǔn)確地推測(cè)地下的構(gòu)造和巖性分布。

除此之外，綜合勘察技術(shù)還可以減少誤差和不確定性。由于地下信息的獲取具有一定的難度和復(fù)雜性，單純依靠某一種勘察手段難免出現(xiàn)一些不確定因素。而綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對(duì)不同數(shù)據(jù)的比對(duì)和驗(yàn)證來減少這些誤差和不確定性。數(shù)據(jù)的融合和綜合分析使得勘察結(jié)果更加準(zhǔn)確可信，為工程建設(shè)提供了重要的依據(jù)[1]。

2 綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察當(dāng)中應(yīng)用的必要性

綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高巖土工程勘察的精度和效率?，F(xiàn)代的綜合勘察技術(shù)包括地質(zhì)雷達(dá)、地震勘探、測(cè)量?jī)x器等工具和方法，能夠?qū)Φ叵虑闆r進(jìn)行準(zhǔn)確的探測(cè)和評(píng)估。通過對(duì)地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用，可以檢測(cè)地下水位、土壤的密度和含水量等信息，從而幫助工程師更好地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和施工。地震勘探則可以通過監(jiān)測(cè)地震波的傳播情況，分析地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和物理特性，為巖土工程的安全性提供重要指標(biāo)和依據(jù)。綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高巖土工程的精度，還可以節(jié)省人力物力成本。相比傳統(tǒng)的鉆探方式，使用綜合勘察技術(shù)可以減少勘探設(shè)備的使用和人員的投入，減少了勘察過程中可能對(duì)地下結(jié)構(gòu)造成的破壞風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，勘察數(shù)據(jù)的處理和分析也可以更加高效和準(zhǔn)確地進(jìn)行，為工程決策提供及時(shí)和可靠的依據(jù)。值得注意的是，盡管綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中起到了重要的作用，但并不能完全替代傳統(tǒng)的勘察方法。傳統(tǒng)的勘察方法在一些特殊情況下仍然具有一定的優(yōu)勢(shì)，并與綜合勘察技術(shù)相輔相成。因此，在巖土工程勘察中，綜合應(yīng)用各種勘察技術(shù)，根據(jù)具體情況選擇最合適的方法，才能確?？辈旃ぷ鞯臏?zhǔn)確性和可靠性，為工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性提供有力支持[2]。

3 巖土工程勘察中綜合勘察技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 高密度電阻技術(shù)

在高密度電阻技術(shù)中，使用了基本的電阻技術(shù)原理。這種方法通過在地下建立電場(chǎng)來觀測(cè)地表電場(chǎng)的變化，從而推斷和解釋地下地質(zhì)體的分布或產(chǎn)狀。假設(shè)地面水平，地下為半無限空間，并且是各向同性均勻介質(zhì)。在這種情況下，我們將供電電極A和B處的電流強(qiáng)度分別設(shè)為+I和-I。通過測(cè)量電極M和N之間的電位差為△UMN，可以計(jì)算出大地介質(zhì)的電阻率。具體而言，可以使用以下公式來計(jì)算大地介質(zhì)的電阻率：

（1）

（2）

其中AM、BM、AN、BN分別為對(duì)應(yīng)兩個(gè)電極之間的水平距離，K稱為裝置系數(shù)，或布極系數(shù)。

這種高密度電阻技術(shù)的引入，極大地改變了傳統(tǒng)電阻率測(cè)量的方式。傳統(tǒng)的電阻率法測(cè)量需要用到4個(gè)電極，其中兩個(gè)作為電流源極，另外兩個(gè)作為電壓檢測(cè)極。在測(cè)量過程中，通過施加電流并測(cè)量電壓的方式來計(jì)算電阻值。然而，由于電極位置的改變會(huì)帶來干擾和誤差，因此傳統(tǒng)方法無法獲取準(zhǔn)確的電阻值。而高密度電阻技術(shù)通過將大量的電極排成陣列，并采用自動(dòng)化技術(shù)來控制數(shù)據(jù)的采集。這種改進(jìn)不僅極大地提高了工作效率，而且還能夠提高測(cè)量的精確度。根據(jù)圖1所示的高密度電阻技術(shù)示意圖，可以看到這種方法儀器設(shè)備經(jīng)歷了兩個(gè)階段。首先，圖1（a）展示了高密度電法的最初階段。在這個(gè)階段中，電極陣列中的每一根電極都通過一根電線連接到電極轉(zhuǎn)換器。這樣一來，在現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)有大量的電線交錯(cuò)排列，非?；靵y。這種情況不僅給施工帶來了困擾，還增加了維護(hù)和管理的難度。然而，在圖1（b）中，可以觀察到采用了多芯電纜來連接電極排列，從而使施工現(xiàn)場(chǎng)變得非常簡(jiǎn)潔。相比于最初階段，這種方法使用少量的電纜來同時(shí)連接多個(gè)電極，大大減少了電線的使用量和混亂程度。此外，這種簡(jiǎn)潔的電纜連接方式還能提高施工現(xiàn)場(chǎng)的整體美觀度，讓整個(gè)設(shè)備看起來更加專業(yè)和高效。

3.2 橫波反射技術(shù)

（1）橫波反射技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供了地下結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。它不僅能夠識(shí)別巖石層的種類和分布，還能夠揭示地下水位的深度和分布情況。此外，通過橫波反射技術(shù)，還可以了解地質(zhì)斷層的存在以及其對(duì)地下結(jié)構(gòu)的影響。

（2）橫波反射技術(shù)是一種在巖土工程中常用的非破壞性檢測(cè)方法，通過對(duì)地下巖土體進(jìn)行測(cè)試，可以評(píng)價(jià)其力學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量狀況。該技術(shù)利用了橫波在介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生反射的特點(diǎn)，通過分析反射波形的振幅和頻譜特征，可以得到有關(guān)巖土體密實(shí)度、堅(jiān)固程度和變形特性等方面的信息。在實(shí)際應(yīng)用中，通過對(duì)反射波形的特征參數(shù)進(jìn)行分析，可以得到巖土體的動(dòng)力彈性模量和剪切波速等重要參數(shù)。動(dòng)力彈性模量是評(píng)價(jià)巖土體抗震性能和承載能力的重要指標(biāo)之一，通過對(duì)該參數(shù)的估計(jì)，可以為工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。剪切波速則可以反映巖土體的變形特性，對(duì)于評(píng)估巖土體的穩(wěn)定性和變形行為具有重要意義。

（3）當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑サ降叵驴斩椿蛄严稌r(shí)，會(huì)發(fā)生反射、折射和散射等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會(huì)對(duì)反射波形造成異常變化。通過分析反射波形的特征，專業(yè)人員可以判斷是否存在地下空洞、裂隙等地質(zhì)隱患。例如，如果反射波形出現(xiàn)干涉或衰減現(xiàn)象，很可能意味著存在地下空洞；而如果波形出現(xiàn)頻繁的反射和散射，可能表明地下存在復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)。橫波反射技術(shù)的敏感性源于地震波在地下介質(zhì)中傳播的特性。橫波能夠在巖石、土壤等介質(zhì)中傳播，并且在遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象。這些傳播和反射的過程會(huì)受到地下空洞和裂隙等地質(zhì)隱患的影響，從而在波形中留下痕跡[3]。

3.3 大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)

大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的一種方法，它可以獲取地下巖土體的巖性信息和電性特征。這種技術(shù)的原理是基于地下巖石或土壤具有不同的電性特性，通過在地表施加電場(chǎng)并測(cè)量地面上的電勢(shì)變化，從而推斷出地下巖土的巖性特點(diǎn)。不同種類的巖石或土壤具有不同的電性特征。這種技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。在工程勘察和建設(shè)過程中，了解地下巖土體的巖性特點(diǎn)對(duì)于設(shè)計(jì)和施工都非常重要。通過大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)，可以準(zhǔn)確地獲取地下巖土的電性特征，從而幫助我們更好地了解地下的地質(zhì)情況。這對(duì)于地下隧道、基礎(chǔ)工程以及礦產(chǎn)資源勘探等領(lǐng)域都具有重要意義。除了在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)科學(xué)研究中也有著重要的作用。在環(huán)境保護(hù)方面，這種技術(shù)可以用于檢測(cè)地下水的污染情況，幫助我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決地下水資源受到污染的問題。在地質(zhì)科學(xué)研究中，大地電場(chǎng)巖性檢測(cè)技術(shù)可以用于研究地殼的構(gòu)造演化、地震活動(dòng)等現(xiàn)象，對(duì)于了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)變化具有重要意義。

3.4 多瞬態(tài)面波技術(shù)

面波是一種特殊的地震波，它是由于波的干涉而產(chǎn)生，位置在地球內(nèi)部的彈性分界面處，并沿著界面?zhèn)鞑ァＯ啾扔谄渌卣鸩?，面波的能量主要分布在地面表層附近，影響表層的傳播深度約為一個(gè)波長(zhǎng)。這意味著面波對(duì)地球內(nèi)部的深層結(jié)構(gòu)探測(cè)有一定的局限性，但它在淺層地震勘探中具有重要的應(yīng)用。

多瞬態(tài)面波技術(shù)的原理是基于地下巖土中的瞬態(tài)面波信號(hào)在傳播過程中的變化規(guī)律。當(dāng)?shù)孛嫔鲜┘右环N恰當(dāng)?shù)募?lì)源，如重錘敲擊地面或震源產(chǎn)生震動(dòng)，會(huì)在地下產(chǎn)生一系列面波信號(hào)，見圖2。這些面波在地下巖土中逐漸衰減和反射，同時(shí)在地表上也會(huì)表現(xiàn)出各種不同的傳播特性[4]。

3.5 數(shù)字化勘察技術(shù)

通過數(shù)字化勘察技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)和施工過程中更準(zhǔn)確地評(píng)估地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)和土壤力學(xué)特性，從而有效地規(guī)劃和優(yōu)化工程方案。數(shù)字化勘察技術(shù)不僅提供了更多的地質(zhì)信息，而且能夠?qū)崟r(shí)記錄和監(jiān)測(cè)工程施工過程中的各種數(shù)據(jù)。通過與傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備的連接，數(shù)字化勘察技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)并反饋施工現(xiàn)場(chǎng)的變化情況，例如地質(zhì)位移、土壤膨脹等。這有助于工程師及時(shí)調(diào)整工程方案，確保施工的安全性和穩(wěn)定性。另外，數(shù)字化勘察技術(shù)還可以與虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合使用，提供更直觀、可視化的工程信息。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在電腦或其他設(shè)備上模擬真實(shí)的工程場(chǎng)景，以便更好地理解和分析地質(zhì)條件和土壤特性。

4 巖土工程勘察中綜合勘察技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)

4.1 合理選擇綜合勘察技術(shù)

在實(shí)際的地質(zhì)勘察中，存在著多種不同的勘察技術(shù)和儀器。這些技術(shù)和儀器各有其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、勘察范圍、測(cè)量精度和使用費(fèi)用。因此，在選擇和應(yīng)用這些技術(shù)和儀器時(shí)，需要考慮實(shí)際需要和經(jīng)濟(jì)效益。通過加強(qiáng)土壤硬度和土壤特性等方面的資料，可以更好地利用綜合測(cè)量技術(shù)。土壤硬度和土壤特性對(duì)于巖土工程的設(shè)計(jì)和施工具有重要的影響。通過收集和分析這些資料，可以提供項(xiàng)目需要的有關(guān)土壤信息，從而更加準(zhǔn)確地評(píng)估地質(zhì)條件和工程風(fēng)險(xiǎn)[5]。

4.2 科學(xué)分析各項(xiàng)勘察技術(shù)所獲取的勘察數(shù)據(jù)

綜合勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用非常重要。需要運(yùn)用多種勘察技術(shù)來收集各類測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。通過對(duì)不同測(cè)量設(shè)備所得數(shù)據(jù)的縱向和橫向比較，可以對(duì)巖土質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。對(duì)勘察資料進(jìn)行分析時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間存在顯著差別。在這種情況下，應(yīng)該進(jìn)一步探討差異的原因。這樣做有助于正確判定地質(zhì)構(gòu)造，準(zhǔn)確把握斷裂構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的分布特點(diǎn)。

4.3 構(gòu)建地球物理模型

地球物理模型是通過將地下結(jié)構(gòu)和參數(shù)轉(zhuǎn)換成適合于計(jì)算機(jī)處理的形式來描述地質(zhì)體的一種工具。它通過對(duì)已有的勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解析，將地下結(jié)構(gòu)的特征以可視化的方式展示出來。通過繪制3D立體圖或二維剖面圖，可以更清楚地了解地層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，包括砂、石、土壤的分布，巖層的厚度、傾角、斷裂帶等，從而為工程的規(guī)劃、施工等工作提供可靠的依據(jù)[6]。

5 結(jié)語

總之，巖土工程勘察是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的工作，其精準(zhǔn)度直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量。通過注重綜合勘察技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的結(jié)合、安全防范與環(huán)境保護(hù)以及現(xiàn)代技術(shù)手段的利用，可以提升巖土工程勘察工作的效率，獲取精準(zhǔn)、全面的勘察數(shù)據(jù)，為后期高質(zhì)量的工程建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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[作者簡(jiǎn)介]張敏（1987 —），男，湖北南漳人，碩士研究生，工程師，研究方向：巖土工程勘察。