试析物探技术在工程地质勘查中的运用

试析物探技术在工程地质勘查中的运用

付辉

陕西秦钰建筑工程有限公司 陕西西安 710016

摘要：随着物探方式在工程地质勘察过程中的广泛应用，促使我国工程地质勘查技术水平得到有效提高。为了有效提升物探技术在工程地质勘察过程中技术水平，就需要进一步加大对物探方式的分析力度，最终为我国经济建设奠定强有力的基础。本文对工程地质勘察中物探技术的运用进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：物探技术；工程地质；勘察；运用

一、物探技术的意义

在这一阶段，随着基础技术的发展和社会的不断进步，物探技术变得越来越成熟，在许多领域和行业中得到了广泛的推广和应用，在经济和社会上得到了良好的评价及影响。特别是它在地质勘探中发挥了不可替代的作用，而其他技术（例如水文地质勘探，重大灾害调查和设计）则无法发挥这种作用。在运营建设中，物探技术可以显著提高工程进度和工程建设速度，并为工程质量和安全提供重要保证。同时，它在预测、预防地质灾害中起着重要作用。物探技术在地质勘探中的作用非常明确和重要，可以看出，它在建设公共安全体系和维护社会安全与稳定方面具有重要的地位和不可替代的作用。从以上分析可以看出，物探技术人员必须具备深厚的技术知识和综合能力、素质，才能满足这一任务的需要，并应对地质勘探产生的各种问题，完成好工作任务。为了充分利用物探技术的作用，物探技术需要进一步加强，认真和更好地进行研究。

二、物探技术在工程地质勘查中的运用

1、地震勘查技术

地震勘探技术主要有折射波法、反射波法两种，在这两种方法中，其依据的原理是对折射波、发射波形成的时间场在侧线方向上的时空分布规律进行观察，来判定折射面、反射面的岩土性质以及所处的深度等情况，得到勘查结果。在此种勘探技术中，地下不同介质本身在弹性、密度方面是有所不同的，对于地震波的折射、反射作用也有所差异，根据所测得的折射波、反射波信息，可以较为准确的判定地下岩层形态与性质。相较于其他物探技术而言，地震勘查技术具有较为明显的优势，操作简单、精确度高，可进行数十千米深度下的探测，但也存在一定不足，比如成本较高、勘查结果解释单一等。但随着科学技术的发展，地震勘查

2、探地雷达

探地雷达的工作原理类似于光学原理，主要是向目标介质发射高频电磁波，并筛选和分析反射的电磁波频率，以对相关的地质条件进行详细的调查和分析。专门针对金属矿物，可以进行更深入的检测和筛选以得出分析结论，并为进一步的工作提供基础。为了更准确地理解和掌握地质的性质，有必要严格遵守电磁波工作原理，并通过对目标部位的地形，地质等条件进行综合分析，进行综合分析研究。发射天线以宽带脉冲的形式发射高频电磁波，该电磁波从目标对象反射或发射并由接收天线接收。在介质中传播的高频电磁波通过不同的介电特性和聚集形式，并且电磁场强度，路径和波形也不同，在此基础上，对时域波形进行收集，处理和最终分析。它可以准确确定地下边界或目标的空间位置或结构状态。地面发射雷达可以在各种环境中使用，并具有许多优势，包括操作非常简单，分辨率高，无损且抗干扰能力强。

3、天然磁场法

就岩石来说，其本身就具有一定的磁场，因此，在进行地质勘查工作时可以结合岩石的磁场进行检测。这里所说的天然磁场法中天然磁场就是指岩石本身具有的磁场，根据岩石的磁场性质来运用的一种地质勘查法。天然磁场法的技术应用首先应该充分对岩石的磁场情况进行了解，比如数据测量岩石磁场的频率、对不同的岩石地质结构进行分析和研究。其次在实际天然磁场法应用过程中，地质勘查工作还要注意防止外界的诸多影响，因为天然磁场法很容易受到外界的影响。比如在实际地质勘查工作中，如果有电子通讯设备，那么则会对天然磁场法的应用产生干扰，在干扰的影响下，地质勘查的结果数据将会受到不同程度的影响，而后续数据的进一步分析也受到连续影响。

4、电磁波的应用

地下界面上的上层和下层介质之间的物理特性差异由介质的电磁波传播特性反映出来。材料特性，反射波和振幅的差异是成比例的。即，差异越小，反射波越弱且振幅越小。反射波幅度的方向由上下介质决定。介质波速度由其大小决定，如果反射系数为负，则传播从传播速度高的介质进入传播速度低的介质，如果反射系数为正，则反向传播。在矩形站点上，地下光缆、地下电缆、排水管和热管都在地面上。沿东、西、北和南方向进行雷达探测和地下管道扫描，并根据探测结果绘制波形线轮廓。如果可能有地下管道，则指示位置。在垂直深度为3m，水平距离为11m的地方存在较大的弧形异常，电缆和光纤井位于该截面附近，可以判断这里有地下电缆和光纤管道。在纵向深度为1m，水平距离为8m的地方，出现了弧度较小的拱形异常现象，在该位置进行了挖掘，发现是下水道。地下目标管线存在内外各两层的四层介质界面，内部和外部两层。例如，中上层的内部界面：非金属管道的内部和上部界面具有相对较大的反射波幅度。当内部介质不同时，反射系数和透射波为内部介质，反射系数为负，反射波为逆，气体为内部介质，反之亦然。

5、高密度电法

高密度电法具有采集数据精度高、抗干扰能力强等明显优势，使该方法获得的地质信息更加全面、多样，在其他领域也得到了广泛的应用。高密度电学方法属于阵列探针法，它结合了电声学和电学特征。观察装置的观察点也被仔细地设定，观察点的密度较高。不同的项目需要不同的布局进行探索，从而划分了不同岩石和土壤层的界面。高密度电法已经在实际应用中得到了证明，可以用于石灰岩地区的洞穴和破坏带的勘探。

三、工程应用

基本原理：刺激地层表面以产生在地层中传播的振动信号，并在此过程中生成一些与表面波和体波相关的信号。瑞利波和爱波属于表面波信号，水平波和面额波属于体波信号。通过不均匀介质传播的表面波信号具有色散现象，表面波信号色散特性如下。

（1）（VR-f）曲线变化与层速度之间的关系：改变频率时，VR（表面波速度）会根据勘探深度的变化以深度的层速度逐渐移动。

（2）（VR-f）与层厚度之间的关系：当厚度改变时，与色散曲线相对应的拐点的位置根据厚度改变而在低频方向上移动。即证明：拐点的位置、层厚度之间存在密切关系。在某些地层条件下，体波信号会经历明显的反射或折射。地震信号通过分层传播，如果过载层的波速低于基层的波速，则地震信号在传播时会发生明显的折射。如果过载层的波阻抗不高或低，则当底层的波阻抗大时，在地震信号传播时会发生反射波现象。折射波有两种类型：一阶折射波和对比折射波。初到折射波相对容易识别并且具有较高的识别率，因为它仅在初到区域的界面处跟踪折射波。对比度折射波不仅跟踪第一到达区域，而且还跟踪连续区域中的折射波。薄层折射波的检测能力很差，地质速度反演层也不适用。

结束语

在这一大类中，重力、电磁、地震波和其他特殊技术等各种专门技术手段也表现出自己的特征和功能。但是，我们不能忽略这样一个事实，即我们对地球物理勘探技术的掌握远远不能适应当前地质勘探工作的应用，并且不能满足实际需求。因此，我们必须高度重视进一步加强研究，提高专家水平和从业人员的综合能力，为物探技术和基础地质技术的发展提供无限动力。

参考文献

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