浅谈提高工程地质问题的方法

  前言

 

  任何工程都追求经济、效率、质量三者的统一。工程地质勘察也不例外，一些大的工程地质勘察项目工期短、任务重，如果只是传统的勘探方法，不仅投资大，而且延误工期，甚至有时因场地无法布置钻探而影响勘探精度。

 

  物探技术最明显的优点是工作场地要求低、周期短、耗资小、效果直观。钻探资料是反映点上的地质情况，而物探成果资料是反应线上的地质情况，并且有连续性和直观性。因此物探技术有着极大的推广应用价值和前景。物探勘察方法很多，包括电法、磁法、地震法等。

 

  根据不同的勘察目的和各种物探方法的适用条件，在实际勘察工作中选择最佳的物探勘察手段，以达到勘察目的。

 

  1、电法勘察工程实例

 

  高密度电法是电法勘察中比较常用的一种方法，此方法应用的前提条件是：测量的目的层和周围的物质必须存在明显的电性差异，通过一定的电极装置测得不均地质体的视电阻率，通过分析视电阻率的分布规律，达到认识地质体电性结构的目的。

 

  首先为了确定工区物性参数，我们选取具有代表性的地段，依据《水利水电工程物探规程 和《岩土工程勘察规范》，在桥桩基处做了一条高密度电法剖线，长度300m，采用某厂生产的DUK-一1高密度直流电法仪、温纳装置、电极60根/排、5m极间距、最小隔离系数1。

 

  物探分析成果如下：表层高阻体是松散干燥的覆盖层，下方低阻体为潮湿的泥土，深度约27m，低阻体呈倒三角状。在距零点90、深度约束36m处分界线为基岩面，分界线的起伏情况是基岩面起伏情况的反映。

 

  通过上述物探险资料与地质资料与地质资料的综合分析，确定了工区物性参数(表1)表1物性参数表区域 电阻P(0)较干燥覆盖层 250650潮湿泥土 50-150覆盖层与基岩接触带 250-450基岩 >450从上述可知：从物探资料上只能看出地质体电阻率的变化趋势，不能判定其所代表的岩性属性，只有结合已知点的地质资料，才能确定物探资料所代表的不同岩性屙眭，再用这点的物性属性推演整个物探剖面，解译出合理、正确的地质资料，才能得到本工区的物性参数。

 

  这说明工区物性参数的确定是物探资料与已知地质资料的结合产物。其次在确定滑坡体情况方面，在工区物性参数确定后，用试验阶段的布置方法，在滑坡体上沿滑动主轴、垂直滑动方向、不同高程布置多条物探测线，用已确定的物性参数，取得多条物探测线资料。已知滑坡体为土体，滑动面为基岩面，下覆基岩为灰岩。通过物探图2 物探解译地质剖面图电阻率较高为松散土体;底层高阻体为基岩，夹在中间的低阻体为潮湿的土体，厚度约l5～18m。低阻体与底层高阻体的分界面为基岩面，埋深约18-20m，推断此面为滑动面。

 

  从图止可以很直观的看出滑坡体横截面情况及基岩面连续变化的趋势。通过沿滑动主轴方向不同高程的测试成果，可以清晰直观地得到滑坡体的厚度、分布及基岩面的起伏情况，从而为解决滑坡问题提供科学、可靠的地质参数依据。

 

  2、地震勘察工程实例

 

  地震勘察中面波勘察是比较常用的一种勘察手段，此方法工作效率高、成果直观、内容丰富，适用于物性差异明显的浅层地质体。

 

  利用瑞雷波进行地质勘探基于如下特征：在分层介质中，瑞雷波具有频散特性，即在分层介质中瑞雷波波速(V )与频率(f)存在着函数关系，V。值随频率f变化而变化;波的波长不同，穿透深度也不同;瑞雷波传播速度与横波传播速度具有相关性。前两种特性为瑞雷波勘探提供了充分的理论依据，后一种为该方法的应用开拓了广阔的前景，可利用瑞雷波频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关性来解决一些地质问题。

 

  在某工程治理中，方涵长492m，宽6m，地面高程45.37-46.02m。均为新近沉积土及一般第四系冲洪积物，工区地层岩性地表为杂填土，其下依次为粘性土、砂及砂卵砾石。由于方涵长，钻孔少，地层变化情况需进一步查清。又因为工期和场地的原因已无法布置钻探，场区的地质结构较简单，且物性差异明显，勘察深度浅，为瑞雷波应用提供了前提条件，因此运用了面波勘察手段，在没打钻位置用瑞雷波资料来获得地质资料，以满足勘察要求。在场区内布置了3个面波点，经过实践证明面波勘察应用效果良好。同时在整个勘察过程中也充分体现了物探与地质的关系。上图左侧是钻孔柱状图，右侧是面波频散曲线图。通过与钻孔资料对比取得工区物性参数。

 

  物性参数表岩性 杂填土 粘质粉土 细砂 砂卵砾石瑞雷波波速可知：从物探资料上只能看出地质体在深度变化上与波速的关系，不能判定哪个波速范围所代表的岩性属性，只有结合已知点的地质资料，才能知道不同岩性所对应的不同波速范围，进而得到适合本工区的物性参数。

 

  在确定工区物性参数后，为了进一步查清场区土层分布情况，依据试验参数在缺乏钻探资料的位置布置了3个面波测试点，用物探资料绘制出面波等速度分布。

 

  从中可知：横向为水平距离，垂直为高程，从整体看，场区地层上面波速度分布平稳有序，说明地层性质稳定不存在明显的差异，只在MB03面波点附近中下部速度等值线有下凹，说明此处地层速度相对较低，但不能确定不同速度所对应的具体岩性。

 

  用上述确定的土层物性参数，对3个面波测试资料进行解译，每个面波点资料都解译出格式一样的成果资料，并结合已知钻孔FZK4的地质资料，最终绘制出物探解译地质剖面。可知物探测试点下不同岩性的分布规律。在速度分布图中，面波点附近中下部有些下凹，说明此处地层速度相对较低，其密度也相对较小，对应的地层岩性为砂卵砾石，从而为准确进行工程地质评价提供了充分依据。

 

  3、结语

 

  综上所述，在一定的地质条W F物探技术有着强大的优势，但这种优势是基于与地质资料相结合的基础之上的，没有与地质资料的结合物探资料就没有了根基，更谈不上优势。反之物探资料又能为解决工程地质问题补充丰富、直观的地质资料。充分证明地质资料是物探资料的基础，物探资料又是地质资料的有力补充，两者相互依靠、不可分割。