激發(fā)極化法
實驗室研究表明,含水砂層在充電以后,斷電的瞬間可以觀測到由于充電所激發(fā)的二次電位,該二次電位衰減的速度隨含水量的增加而變緩。在實踐中利用這種方法圈定地下水富集帶和確定井位已有不少成功的實例。但它在理論和觀測技術方面還有待改進。
地震勘探
通過研究人工激發(fā)的彈性波在地殼內的傳播規(guī)律來勘探地質構造的方法。由錘擊或爆炸引起的彈性波,從激發(fā)點向外傳播,遇到不同彈性介質的分界面,將產生反射和折射,利用檢波器將反射波和折射波到達地面所引起的微弱振動變成電信號,送入地震儀經濾波、放大后,記錄在像紙或磁帶中(圖3)。經整理、分析、解釋就能推算出不同地層分界面的埋藏深度、產狀、構造等。常用于探測覆蓋層或風化殼的厚度,確定斷層破碎帶,在現(xiàn)場研究巖土的動力學特性等??煞譃檎凵洳ǚê头瓷洳ǚ▋煞N。
地球物理測井
地球物理方法在鉆井中的應用。工程物探中常用的有視電阻率測井、自然電位測井、天然放射性測井、聲波測井等。綜合分析幾條測井曲線可劃分鉆孔地層巖性剖面。用中子-伽瑪測井或聲波測井方法可以測定地層的孔隙度。自然電位測井方法還可以在泥漿鉆孔中分層測定地下水的礦化度。利用井液電阻率測井或井中流速儀可以研究鉆井中地下水的運動。井中攝影和井中光學電視可以獲得鉆井剖面的實際圖像,而超聲電視測井則可以在泥漿中獲得清晰的孔壁圖像,可區(qū)分巖性、查明裂隙、溶穴、套管的裂縫等,甚至可以確定巖層的產狀。不同測井方法的井下探測器各有其特點。但是所測量的參數(shù)均將轉換成電訊號,通過電纜傳輸?shù)降孛鏈y井儀中并記錄在像紙、紙帶或磁帶上。
應用地球物理學的原理進行工程地質、水文地質調查的勘探和測試方法。它是地球物理勘探的一個分支,簡稱工程物探。由于各種巖石或地質體在密度、磁性、導電性、彈性、放射性等物理性質上存在著差異,人們用不同方法和不同儀器,測量其天然或人工的地球物理場,并分析研究由于這些物理性質差異而引起物理場的變異,再經推斷解釋,以了解地下地質情況;或利用儀器直接測定巖體的物理特性,提供工程設計需要的參數(shù)。水利工程地質勘察中廣泛而正確地運用工程物探,可加快勘測速度,降低成本,還可得到巖體原位的物性參數(shù),對工程地質條件的定量評價起到促進作用。中國水利工程地質勘察中應用工程物探始于20世紀50年代初。常用的方法主要有地震勘探、電法勘探、彈性波測試和測井,此外還有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
常用物探方法及特點
①電法勘探:包括電測深法、電剖面法、高密度電法、自然電場法、充電法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁測深法、瞬變電磁法等;
②探地雷達:可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、單孔法、多剖面法等;
③地震勘探:包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法;
④彈性波測試:包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等;地震波法可選用地震測井、穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試等;
⑤層析成像:包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等;