工程物探的应用-2.

工程物探的应用

工程物探的技术已有百年以上的历史，与人类生产、生活密切相关，随着科学的进步、计算机技术的发展物探技术也有了质的进步，就其应用领域而言由以前资源勘探发展到现在为工民建等服务的极广应用范围。下面我们简单介绍以下部分领域的工程物探的应用： 地质勘探

1---确定构造破碎带位置、规模、分布、延伸等情况时

我们知道构造破碎带在物性上常表现为低波速、低电阻率、低密度并容易产生极化率、自然电位、甚低频电磁参数和放射性等物性差异。这样我们一般采用的主要方法有地震勘探、电法勘探中的探地雷达、电阻率法、激电法、充电法、自然电场法和甚低频法，放射性勘探，微重力探测等。

2---划分覆盖层、确定其厚度及其深度

覆盖层的电阻率一般随岩性和含水情况而变化，其波速通常比基岩低，地下水面通常是一个良好的速度界面，基岩顶板一般为良好的折射界面，这样就为覆盖层的分层提供了有利的物性条件。主要采用的方法有电法勘探、地震勘探、放射性测井，当有明显的电常数差异时可采用探地雷达法。

3---划分风化带、确定其风化程度与风化厚度、风化层物性、力学参数

各风化带之间下层的波速、电阻率和密度一般都大于上层，多数情况下基岩风化层存在着2-3个速度界面或电性界面，这些界面常与

风化层界面相一致或相接近。主要采用浅层折射波法和电测深法，辅助方法有浅层反射波法和对称四极电剖面法。另外在钻孔中无套管时主要采用电阻率测井，有套管时主要采用地震波速度测井和放射性测井。

在水文地质方面的应用

4---测定水文地质参数

测定水文地质参数的物探方法有：充电法、自然电场法、井液电阻率测井、流量测井、同位素示踪法和同位素流速仪法

5---含水层位置及地下水位测定

含水层和隔水层的深度、厚度和地下水位测定，通常采用电测深法、探地雷达法和地震法。应根据水文地质条件综合分析，并找出该地区地层富水性和激发极化法测得的激发比、激化率和衰减度的数值之间的定性规律后才能进行。

6---测定地下水流向

采用自然电场法测量不同方位的过滤电场，则电位差最大的正电位方向为测点地下水的流向。井内可用同位素流速仪测定地下水流向。在钻孔和水井内，采用充电法测地下水流速流向，用井液电阻率法中的扩散法或用同位素流速仪测地下渗透速度，利用井中流量计或井液电阻率法测量孔内不同深度点的轴向流量。

7---测定地下水的补给关系

根据自然电场法、充电法测定的地下水流向及电测深、地震法测定的地下水位资料，结合地质资料综合分析地下水分水岭和调查补给

关系确定地下水的补给关系。

8---划分含水层中淡水与咸水的分界线

多层地下含水层中咸水、淡水界线的划分应依靠在钻孔内进行电阻率、自然电位和井液电阻率测井。第四纪地下水咸水、淡水在平面上界线依电阻率法来划分。

地面地震勘探、地震跨孔及地震法测试、声波测井等。

9---物探考古

陆地声纳法探墓，地震折射播法，电法，同位数法。 10---地脉动的监测

常时微动 地震波法

11---. 物探找水

核磁共振 电法找水 （ 激发极化法 电阻率法 充电法和自然电场法）

TDA 的应用（4--8）

12---. 石和土变形的检测

13---. 在矿井中埋上电缆，在塌方以前，常有变形，这样一来可以检测以达到预报的目的

14----探测大型建筑物的结构形变

15----漏油水的报捷

17----测量土的含水量模型

18----混凝土中钢筋锈蚀检测

电化学法检测 半电池电位法 视觉法 钻芯法 物相分析法 19--- 管线的探测

查明地下未知管线的位置、分布和走向；

探明管线的埋深以及拐角位置等。

方法选择：

最直接的方法就是采用管线仪；

直流电法、电磁法、磁法等。

在地质灾害中的应用

20---崩塌体的探测

探测第四系覆盖层厚度、划分第四系与下伏基岩界面；探测含水层的埋深、厚度及分布；探明岩溶、裂隙的分布、埋深及冲水性；探测覆盖层较薄时的基岩风化厚度；覆盖层较薄时，探查下伏地层中褶皱、岩脉、断层的位置与产状；探查崩塌边界条件（裂缝、隐伏裂缝、断裂面、溶蚀面等）、软夹层，塌体底部界面（土体富水带、下伏基岩面、滑带等）；探明崩塌体的岩体结构、岩性接触带、破碎带、裂隙带；探测崩塌的堆积体厚度、堆积床形态、崩积体内地下水。 地球物理技术方法选择：

21---电阻率剖面法 主要在初步勘查和详细勘查中应用，主要探测隐伏断层、破碎带的位置、隐伏地下洞穴的位置、埋深、判断充填情况、拉张裂缝的位置等等，这种方法的应用要求地形起伏小、场地比

较宽敞，其工作效率高、成本低、解释以定性为主。

22---电阻率测深法

主要在详细勘查阶段应用，主要探测覆盖层的厚度、确定基岩面形态、隐伏破碎带的位置、隐伏地下洞穴的位置、埋深、塌陷区地层结构、岩性接触关系等等，同样要求地形没有剧烈变化，电性变化不大且地层倾角不能太大。

23---高密度电阻率法

主要在详细勘查阶段应用，主要探测隐伏断层、破碎带的位置、产状、性质、隐伏地下洞穴的位置、形态、埋深、判断充填物性质、隐伏裂缝的位置、铲状、延伸及充填状况、覆盖层的厚度、确定基岩面形态、划分基岩风化代并确定其厚度、探测崩塌体的地层结构、岩性接触关系等等，要求跟电阻率剖面法一样，只不过探测深度较小。 24---浅层地震法

在这三个阶段都能应用，但在详细勘查阶段应用较多主要探测隐伏断层的位置、产状、性质，探测隐伏地下洞穴的位置、形态，测定覆盖层的厚度、确定基岩面形态，探测崩塌体的地层结构、岩性接触关系，探测崩塌堆积体的厚度、堆积床形态等等。要求有一定的施工场地。

25---、瑞雷波法

在这三个阶段都能应用，但在详细勘查阶段应用较多且最有效，主要探测隐伏裂缝的位置、产状；探测隐伏地下洞穴的位置、形态；测定覆盖层的厚度，确定基岩面形态；探测崩塌堆积体的厚度、堆积

床形态等，这种方法受场地、地形条件限制较小，探测的深度也比较小，对浅部精细结构反映清晰、分辨率高、工作效率高、资料直观。 26---声波法

主要用来探测隐伏裂缝的延伸、产状；测定崩塌体岩石力学性质，确定岩石完整程度；探测破碎带、裂缝带，较弱地层的位置、厚度；检测防治工程质量、确定其强度、均匀性、破坏情况等等，这种方法主要用详细勘查阶段，效率高、效果明显，测试工作技术简单、资料分析直观。

27---层析成像法

包括电阻率层析成像、电磁波层析成像、地震层析成像、声波层析成像，这几种方法主要在专项勘查时应用，对重点部位、地质要素进行勘探、了解。主要探明崩塌体地层结构、确定其厚度、产状，探明隐伏洞穴的位置、空间形态、充填性质，探明隐伏断层、破碎带的位置、产状，探明隐伏裂缝的位置、产状，探明崩塌体的力学性质、完整程度等等。

28---、电磁法

电磁剖面法、甚低频电磁法、电磁测深法、瞬变电磁法和探地雷达法 这几种方法在各个阶段都可以应用，考虑到工作效率、效果、成本等因素，这几种方法在某些阶段应用就不合适了，甚低频电磁法主要在初步勘查阶段应用，探地雷达和瞬变电磁法主要在详细勘查阶段应用。

29---测井、放射性及其他方法的应用 这几种方法在探测崩塌体的时

候也可以用

堤坝渗漏的探测

渗漏区岩土体的结构、厚度及空间分布特点；渗漏部位；渗漏方向及大小；渗漏堤坝的地质构造特征；库岸破坏灾害体结构、成因及分布特点；检测防渗强的工程质量。

30---直流电法

包括自然电位法、充电法、电阻率剖面法、电阻率测深法激发极化法和高密度电阻率法等，主要用探测堤坝渗漏的位置，分析渗漏程度；探测隐伏断层、破碎带的位置，隐伏洞穴的位置，探测坝体的均匀性，确定其隐患部位；划分基岩风化带，确定其厚度，探测坝体的充水特征等，这几种方法的应用条件和在其他地方的应用条件是相同的。充电法和自然电位法主要用在初步勘查和详细勘查阶段，高密度电阻率法、电阻率测深法和激发极化法主要用在详细勘查阶段和专项勘查阶段。

31----电磁法

包括音频大地电场法、电磁剖面法、甚低频电磁法、电磁测深法、瞬变电磁法和探地雷达等，这几种方法在各个阶段都可以使用，但并不是说在各个阶段都要用，考虑到工作效率、效果、成本等因素，有些方法在某个阶段是不用的。其中瞬变电磁法、音频大地电场法、甚低频电磁法和探地雷达法主要用在详细勘查阶段，音频大地电场法在初步勘查阶段应用较好。

32----弹性波法

包括浅层地震法、瑞雷波法和声波法。他们都主要用在详细勘查阶段，瑞雷波法和声波法在其它两个阶段也是常用的方法，而浅层地震法在其它两个阶段只是可以用，效果也很好，但成本太高不宜采用。

33----层析成像法

包括电阻率层析成像法、电磁波层析成像法、地震层析成像法和声波层析成像法，这几种方法适合对重点地质要素进行探测，准确性高，资料直观，信息量大，唯一的缺点就是成本高，所以这几种方法在初步勘查和详细勘查阶段一般是不适合用的，只有在专项勘查阶段应用较多。

34---公路路基填方检测

解决的主要地质问题

对填砂层底界面连续追踪，实现由点到线最后到面的转换过程；静力触探作为辅助手段，其检测结果主要用来校正电磁波在填层介质中的传播速度及作为地质雷达在对填层底界面追踪过程中的对比对象。 地球物理方法选择：主要采用浅层地震法和探地雷达

35---高等级公路沥青路面结构

特点：层间分离，即层间连接作用薄弱或两层脱开，导致上下两层的接触面滑动，产生垃圾，形成裂隙；孔隙水充填于孔隙中，冬季冻胀破坏路面层，若路面水深入面层，则降低了面层整体强度；路面层的裂隙、剥离问题。由于沥青结合材料的粘结作用受到损坏，导

致矿料密实度降低，面层强度降低，形成剥离现象。

. 方法选择：.

主要用探地雷达进行探测，另，也可以用浅层地震法，尤其是瑞雷面波法。

建筑基地、基础，地下建筑围岩质量检测等

36---建筑地基施工检测

主要测定的是原定建筑地基面设计高程以下一定空间范围内低速岩体的垂向分布和水平分布规律。一般在钻孔内进行，测试方法有垂向声波测井和地震检层测井。在断层破碎带和裂隙密集带的地段可辅以自然电位测井、伽测井和密度测井。

37---地下建筑围岩质量检测

围岩松弛带测定用声波法测定，围岩不同性质的各带具有不同的声波速度，应力下降带表现为相对的低速区，应力上升带为高速区，根据测定围岩不同的波束层，就可划定松弛带的范围和形状。 38灌浆效果检测

主要采用声波测井和自然电位测井，对帷幕灌浆效果的检查还可辅以同位素示踪法浊井。还可以用瑞雷波法与探地雷达法划分出加固质量不同的地段再配以少量钻孔取心做力学测试以评价灌浆效果。

39---地热勘测

我们面临的主要地质问题有①揭示了测区新生界的埋藏深度；②查清了隐伏断裂； ③预测热储取用及相应的水温、水量、水质指标。

所以地球物理方法选择： 采用大地电磁测深、地震测深及重力剖面测量。

40---核废弃物存储场地选址和勘探

解决的主要地质情况：勘查岩性及地质构造特征划定不同级别和隐伏断裂，分析浅部和深部地质构造及稳定性评价：方法选择：浅层地震法、电法、测井中的垂向声波测井和地震检层测井，有时辅以自然电位测井、 γ测井和密度测井

41---工程抗震

检测地基抗震程度；检测工程建筑抗震程度。

方法选择：

检测地基抗震程度，与第八条方法选择相同

检测工程建筑抗震程度，主要进行桩基检测。

42---考古及文物保护

：应用范围：圈定地下古墓和文物的范围；鉴定文物的年龄和破损程度。

方法选择：

圈定地下古墓和文物的范围，一般采用的物探方法比较多，电法、磁法、探地雷达、浅层地震、遥感和地温测量等；

鉴定文物的年龄和破损程度，牵涉到化学方法和无损检测； 新方法有红外线辐射法、超声波法、水声法、甚低频电磁法；