彈性波測(cè)試 在巖體或土層中激發(fā)彈性波(地震波或聲波),用儀器測(cè)定巖土體傳播這些彈性波(包括縱波與橫波) 的速度以及傳播過(guò)程中能量的衰減等特征,從而求得巖土體的動(dòng)態(tài)彈性系數(shù),評(píng)價(jià)巖土體的力學(xué)特性。此法與地震勘探不同,它多數(shù)是利用直達(dá)波。彈性波測(cè)試可為巖體的工程地質(zhì)分類(lèi)提供依據(jù),測(cè)定地下洞室圍巖的松弛范圍,進(jìn)行灌漿效果的檢查,壩基建基面和樁基質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè),還可為工程建筑物的抗震設(shè)計(jì)和砂層液化研究提供參數(shù)。測(cè)井 各種地球物理探測(cè)技術(shù)在鉆孔中的應(yīng)用。工程物探采用的測(cè)井方法主要有:①電測(cè)井,包括電阻率與自然電位測(cè)井;②聲測(cè)井,包括聲速和聲幅測(cè)井;③放射性測(cè)井,包括自然伽瑪、伽瑪-伽瑪、中子-伽瑪測(cè)井和放射性同位素示蹤等;④溫度測(cè)井;⑤超聲成象測(cè)井;⑥電磁波測(cè)井。此外,還有利用工業(yè)電視設(shè)備對(duì)孔壁直接觀察的鉆孔電視以及對(duì)鉆孔直徑和井斜的測(cè)量等。測(cè)井方法的綜合運(yùn)用,可以詳細(xì)劃分鉆孔地質(zhì)剖面,探測(cè)軟弱夾層,確定斷層及裂隙、破碎帶的位置與產(chǎn)狀,測(cè)定地層的電阻率、彈性波速度、孔隙度、密度、含泥量、含水量,確定含水層的位置,測(cè)定地下水的礦化度和流速、流向等。 此外,水利工程勘察中應(yīng)用還不很普遍的幾種物探方法有:放射性勘探是在地面測(cè)量放射線(xiàn)強(qiáng)度以探查斷層或進(jìn)行環(huán)境放射性污染的檢測(cè);微重力勘探是利用微重力儀測(cè)量重力場(chǎng)異常以探測(cè)巖溶洞穴等地質(zhì)現(xiàn)象;磁法勘探是測(cè)量地磁場(chǎng)異常以探查含磁性礦物的地質(zhì)體。 各種物探方法均有各自的特長(zhǎng),也都有其方法原理所決定的局限性,且在很多情況下單一方法的資料有多解性,為了取得比較理想的勘測(cè)效果,必須針對(duì)具體的工作任務(wù),因地制宜,選擇幾種有效的方法進(jìn)行綜合物探。
應(yīng)用地球物理學(xué)的原理進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查的勘探和測(cè)試方法。它是地球物理勘探的一個(gè)分支,簡(jiǎn)稱(chēng)工程物探。由于各種巖石或地質(zhì)體在密度、磁性、導(dǎo)電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)上存在著差異,人們用不同方法和不同儀器,測(cè)量其天然或人工的地球物理場(chǎng),并分析研究由于這些物理性質(zhì)差異而引起物理場(chǎng)的變異,再經(jīng)推斷解釋?zhuān)粤私獾叵碌刭|(zhì)情況;或利用儀器直接測(cè)定巖體的物理特性,提供工程設(shè)計(jì)需要的參數(shù)。水利工程地質(zhì)勘察中廣泛而正確地運(yùn)用工程物探,可加快勘測(cè)速度,降低成本,還可得到巖體原位的物性參數(shù),對(duì)工程地質(zhì)條件的定量評(píng)價(jià)起到促進(jìn)作用。中國(guó)水利工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用工程物探始于20世紀(jì)50年代初。常用的方法主要有地震勘探、電法勘探、彈性波測(cè)試和測(cè)井,此外還有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
磁法勘探 根據(jù)巖石的磁性差異所形成的局部磁性異常來(lái)判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。在工程勘察中,主要用于圈定巖漿巖體,特別是磁性較強(qiáng)的基性巖漿巖體,尋找有巖漿巖活動(dòng)的斷裂接觸帶,追索第四紀(jì)沉積物覆蓋下的巖性界線(xiàn)等。大面積航空磁測(cè)資料可提供有關(guān)區(qū)域性的斷裂構(gòu)造、結(jié)晶基底的起伏等,為評(píng)價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性及尋找有利的儲(chǔ)水構(gòu)造提供依據(jù)。 重力勘探 根據(jù)巖體密度差異所形成的局部重力異常來(lái)判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。常用以探測(cè)盆地基底的起伏和斷層構(gòu)造等。采用高精度重力探測(cè)儀有可能探測(cè)一些埋深不大并且具有一定體積的地下空洞。 放射性勘探 不同巖石所含放射性元素的含量不同。因此通過(guò)探測(cè)由放射性元素在蛻變過(guò)程中產(chǎn)生的 у射線(xiàn)強(qiáng)度,可以區(qū)分巖性。近年來(lái)利用天然放射性測(cè)量探測(cè)基巖裂隙地下水(如用測(cè)量у強(qiáng)度、能譜、α徑跡法等找水)獲得成功。此外,放射性同位素常用作研究地下水及其溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)的示蹤劑。
鉆孔地震波測(cè)速法 在鉆孔中利用直達(dá)波測(cè)定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測(cè)速法是在孔口附近激振,在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測(cè)定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個(gè)互為正交的水平檢波器和一個(gè)垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置,可使探頭緊貼井壁。測(cè)定縱波速度(vp)時(shí),須作垂直激振。測(cè)定橫波速度(vs)時(shí),須作水平激振,通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過(guò)某地層所需的時(shí)間及該地層的厚度可算出地層速度??缈追ǎ▓D6)是在一個(gè)鉆孔中激振,在相隔一定距離的另一個(gè)鉆孔中觀測(cè)直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間。對(duì)于淺孔,可用木桿插入井底,在地面敲擊木桿的一端進(jìn)行激振。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點(diǎn)到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時(shí)間便可算出地層波速。