工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用前景還是比較廣泛的
摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步，物探工程技術(shù)也在不斷的發(fā)展，并且已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用到巖土工程當(dāng)中。目前，工程物探技術(shù)就是對(duì)現(xiàn)有的地質(zhì)資料進(jìn)行分析與觀測(cè)，并且對(duì)觀測(cè)結(jié)果計(jì)算與分析，從而對(duì)測(cè)試地點(diǎn)的巖士情況進(jìn)行了解，以此有效解決存在的問(wèn)題，工程物探技術(shù)很好的解決了巖土工程中的問(wèn)題，應(yīng)用前景非常廣闊。本文對(duì)物探工程在巖土工程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定分析與研究，對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。
那么在工程物探中物探方法能夠我們解決以下問(wèn)題：
測(cè)定覆蓋層、風(fēng)化帶的厚度及基巖面的起伏形態(tài)。
探測(cè)斷層、裂隙破碎帶及地下溶洞等地質(zhì)體的空間分布。
巖石動(dòng)彈性參數(shù)(剪切模量、泊松比等)的測(cè)定及巖體的波速分類(lèi)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
地基場(chǎng)地土的分層和評(píng)價(jià)。
滑坡、陷落、洞穴等探測(cè)以及各類(lèi)路基、水壩等病害地基的勘查。
灌漿質(zhì)量和混凝土工程( 如樁基)質(zhì)量的檢測(cè)評(píng)價(jià)。
地基及建筑物的常時(shí)微動(dòng)觀測(cè)。
探測(cè)地下電纜、管道的分布及檢查其有關(guān)腐蝕、滲漏等情況。
地下水資源的勘查與評(píng)價(jià)。
環(huán)境污染及有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)等。
反射波法
反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗（地層速度與密度的乘積）有差異，差異越大反射波越強(qiáng)。由于采用信號(hào)疊加技術(shù)以及輕便的可控振動(dòng)器做振源，已經(jīng)可以獲得深度約50米，甚至更淺的淺層反射記錄。
以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波（壓縮波）。在測(cè)定巖石動(dòng)彈性模量時(shí)，常用垂直于測(cè)線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波（剪切波）。水是不傳遞橫波的，故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。
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。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。
聲波探測(cè)
利用聲波（或超聲波）對(duì)巖體進(jìn)行探測(cè)的方法。由于頻率高、波長(zhǎng)短，因此分辨率高。主要用于測(cè)定巖體的物理力學(xué)參數(shù)、確定洞室?guī)r石應(yīng)力松弛范圍、探測(cè)溶穴及檢查水泥灌漿效果等。但是，由于巖石對(duì)高頻波的吸收、衰減和散射比較嚴(yán)重，因而探測(cè)的距離不大。聲波探測(cè)可分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。
主動(dòng)方式
由聲源信號(hào)發(fā)生器（發(fā)射機(jī)）向壓電材料制成的換能器發(fā)射一電脈沖激勵(lì)晶片振動(dòng)，產(chǎn)生聲波向巖石發(fā)射。聲波在巖體中傳播，經(jīng)接收換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送至接收機(jī)，放大之后在示波管屏幕上顯示波形圖。從波形圖上可直接讀出聲波的初至?xí)r間，再根據(jù)已知的探測(cè)距離，計(jì)算出聲波速度。
被動(dòng)方式
觀測(cè)巖體由于受力變形過(guò)程中所釋放出來(lái)的應(yīng)變能引起的聲波?？捎靡粤私鈳r體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等。
地球物理測(cè)井
地球物理方法在鉆井中的應(yīng)用。工程物探中常用的有視電阻率測(cè)井、自然電位測(cè)井、天然放射性測(cè)井、聲波測(cè)井等。綜合分析幾條測(cè)井曲線可劃分鉆孔地層巖性剖面。用中子－伽瑪測(cè)井或聲波測(cè)井方法可以測(cè)定地層的孔隙度。自然電位測(cè)井方法還可以在泥漿鉆孔中分層測(cè)定地下水的礦化度。利用井液電阻率測(cè)井或井中流速儀可以研究鉆井中地下水的運(yùn)動(dòng)。井中攝影和井中光學(xué)電視可以獲得鉆井剖面的實(shí)際圖像，而超聲電視測(cè)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(chǎn)狀。不同測(cè)井方法的井下探測(cè)器各有其特點(diǎn)。但是所測(cè)量的參數(shù)均將轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)降孛鏈y(cè)井儀中并記錄在像紙、紙帶或磁帶上。
井中無(wú)線電波透視法
無(wú)線電波是指頻率在幾十萬(wàn)赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時(shí)常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū)，用它探測(cè)溶洞效果甚好。工作時(shí)，將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個(gè)鉆孔內(nèi)，若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時(shí)，沿井軸各點(diǎn)接收到的無(wú)線電波信號(hào)較強(qiáng)，如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時(shí)，則在低阻體的背面形成一個(gè)無(wú)線電波信號(hào)被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會(huì)法”即可圈定被測(cè)異常體的位置和輪廓。
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。