物探——地球物理勘探的簡(jiǎn)稱(chēng),它是以地下巖土層(或地質(zhì)體)的物性差異為基礎(chǔ),通過(guò)儀器觀測(cè)自然或人工物理場(chǎng)的變化,確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍(大小、形狀、埋深等)并可測(cè)定巖土體的物性參數(shù),達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的一種物理勘探方法。 按照勘探對(duì)象的不同,物探技術(shù)又分為三大分支,即石油物探、固體礦物探和水工環(huán)物探(簡(jiǎn)稱(chēng)工程物探),我們使用的為工程物探。 工程物探技術(shù)方法門(mén)類(lèi)眾多,它們依據(jù)的原理和使用的儀器設(shè)備也各有不同,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟,而且新的方法技術(shù)不斷涌現(xiàn),幾年前還認(rèn)為無(wú)法解決的問(wèn)題,幾年后由于某種新方法、新技術(shù)、新儀器的出現(xiàn)迎刃而解的實(shí)例是常見(jiàn)的。它是地質(zhì)科學(xué)中一門(mén)新興的、十分活躍、發(fā)展很快的學(xué)科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某種程度上講,它的應(yīng)用與發(fā)展已成為衡量地質(zhì)勘察現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
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。
地下管線探測(cè) 主要檢測(cè)內(nèi)容: (1)金屬管線探測(cè) 地下金屬管線適宜用管線探測(cè)儀和探地雷達(dá)進(jìn)行探測(cè),管線儀對(duì)于金屬管線探測(cè)具效率高、儀器輕便、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn);探地雷達(dá)可用于埋深較大和密集管線的探測(cè)。 (2)非金屬管線探測(cè) 地下非金屬管線探測(cè)的方法是探地雷達(dá)。探地雷達(dá)具有連續(xù)無(wú)損探測(cè)、、高精度、易反演解釋等優(yōu)點(diǎn)。 使用探地雷達(dá)具有獨(dú)特的天線陣技術(shù),可以極大提高探測(cè)結(jié)果的精度和有效性。
折射波法 當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2)不同的界面時(shí),有一部分波將透過(guò)界面形成透射波,其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。對(duì)于sinα=v1/v2)的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個(gè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)而產(chǎn)生可傳到地面的折射波(也稱(chēng)首波)。圖4是折射波的傳播示意圖,在B點(diǎn)以前不形成折射波,稱(chēng)為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外,折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時(shí)距曲線,可算出v1及v,從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化,配合地震波振幅衰減的資料,可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄,因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2)小于上層速度v1時(shí),不可能形成折射波。