岩土工程物探的概念

  地震波的分类：

 

  （1）体波：地震纵波和地震横波是贯穿于整个地球传播的波，称为体波

 

  （2）面波：当地震波纵波和地震横波传播到地球表面或内部界面时，产生的沿地球表面或内部界面传播的波

 

  （3）自由振荡波：为驻波，在任意给定时刻内运动的是地球整体?

 

  1.?工程地质勘察中的物探分类：

 

  （1）以岩土介质的弹性力学性质差异为基础的弹性波类勘探方法，包括

 

  地震反射剖面法、折射法、面波勘探法

 

  （2）以岩土介质的导电性差异为基础的直流电勘探方法

 

  （3）以岩土介质的电磁性差异为基础的电磁类勘探方法?

 

  2.?地质雷达：

 

  （1）电磁波反射原理，利用地质介质之间的电磁性质差异，包括导电率、介电系数、导磁率等参数

 

  （2）应用：主要用于浅层地基勘察、混凝土介质?

 

  3.?电法勘探：

 

  （1）常规电法：点电源、异性点电源、电测深法、电剖面法

 

  （2）高密度电法

 

  （3）并行电法?

 

  4.?电阻率剖面法：是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法，采用固定的电极距，并使电极装置沿

 

  剖面运动，可观测到一定范围深度内视电阻率沿剖面变化情况。相对电测深法而言，电剖面法适合探测产状陡立高、低阻体?

 

  5.?电阻率测深法：在勘察区内布置一定测网，在地表某点令测量电极不动，按规定不断加大供电极距，

 

  从而加大勘察深度，研究和了解测深点垂向地质情况?

 

  6.?无线电法：由于介质对电磁波的吸收特征的变化，利用无线电波透视原理，发射并接收一种单频电磁

 

  波，进行层析成像处理，获得勘测区域的场强分布和吸收系数分布特征，从而分析其内部结构或构造变化?

 

  7.?电磁法勘探：以地质介质的导电性、异磁性和介电性差异为基础?

 

  8.?瞬变电磁法：利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在该一次磁场的激发下，地下

 

  导电体中产生涡流，在一次场消失后，该涡流不会立刻消失，它将有一个过渡过程，随之将产生一个衰变的感应电磁场（二次场）向地表传播，在地表用线圈或接地电极所观察到的二次场随时间变化及剖面曲线特征，将反映地下导体的电性分布情况，从而判断不均匀体的赋存位置、形态和电学特征?特点：?

 

  （1）穿透高阻能力强（2）人工源方法干扰小（3）断电后观测纯二次场，可进行近区观测，减少旁侧影响，增强电性分辨能力（4）可用加大发射功法，增强二次场，提高信噪比。从而增强勘探深度（5）通过多脉冲激发场的重复测量与空间域拟地震多次覆盖技术应用，提高信噪比和观测精度（6）可通过选择不同视窗进行观测，有效压制噪声，可获得不同勘探深度?存在问题：?

 

  （1）浅层垂向分层能力不强?

 

  （2）小边长同点装置时测量U/I偏大，计算的视阻率偏小?

 

  （3）定量解释水平有待提高??

 

  1.1浅层地震反射映像法：基于反射勘探原理，采用小排列或小规模的观测系统来采集数据，在处理上简化了流程，充分利用反射波组的动力学特征来综合解释的轻便小规模地震勘探技术?

 

  ?特点（1）运用散射的原理（2）一般采用人工震源，激发点精度高（3）只需要过滤处理，振幅补偿处理即可获得成果图??

 

  1.2?浅层初至折射波法：是国内公认的勘测浅层地震构造的有效方法之一。能探测基岩的深度、起伏、岩性接触带及断裂破碎带的位置和延伸方向，尤其能测定基岩中纵波速度的大小及其分布范围，从而了解测区基岩的岩性变化和致密程度，广泛应用于大型工程建设的地基勘探中。?

 

  1.3?瑞雷波法勘探：利用瑞雷波的传播特性来检测地表下一个波长深度范围内。岩土的平均剪切波波速随深度变化的一种方法。在半无限空间弹性介质的地表附近，可存在瑞雷波。沿地表传播，质点运动呈椭圆形轨迹，成逆向振动传播。当在地面上施加竖向激震力，产生不同频率的瑞雷面波，分布子啊弹性界面附近，对地层浅部，尤其对第四系松散堆积层的分层、对水位以下地层的分层及基岩界面的确定具有很高的分辨能力?

 

  10.矿井中瑞雷面波技术：稳态瑞雷面波勘探是由高到低逐渐改变振动频率的瑞雷波勘探方法，而瞬态瑞雷面波勘探是宽频谱瑞雷波勘探。由于瞬态面波勘探数据采集方便，在井下多采用瞬态瑞雷波勘探，勘探距离在50M以内??

 

  1.4?横波勘测：同纵波勘测相似，根据波在介质中的传播特征，分直达波、回折波、反射波、折射波勘探，一般采用测井方式，在解决近地表的地质问题方面具有明显的优势和较高的精度??

 

  2.1?高密度电法：通过A、B电极向地下供电，然后测量M、N电极间的电位差，即可求得该测点的视电阻率值。特点：测点密度、电极数量远比常规电阻率法大，可根据需要自动进行电极排列形式、极距及测点的转换，实现数据的快速采集和微机处理，获得地下介质电阻率分布情况。高密度电法进行二维地电断面测量，兼具剖面法与测深法的功能。自动化程度高、数据采集丰富、成本低、效率高、解释方便、勘探能力强等特点

 

  高密度电阻率法的特点：

 

  l 电极布设是一次完成的

 

  l 能有效进行多种电极排列方式的扫描测量，可获得较丰富的地点断面结构特征的地质信息

 

  l 数据采集实现自动化和半自动化，采集速度快，避免人工操作所出现的错误

 

  l 可对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可自动绘制和打印成果图件

 

  l 与传统电阻率方法比，成本低。效率高，信息丰富，解释方便。能力显著提高

 

  2.2 三维直流电法：应用现有的直流电仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进而来，是传统直流电法的三维化，可是勘探精度得到很大提高。施工时，进行加密采样数据以取得三维数据体后，采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图，该方法在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，以“时间换取空间上的高分辨率” 与传统的直流电法勘探而言，该方法具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中应用效果笔记哦啊好，还可延长老式仪器的经济使用寿命，但同时该法又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合与小区域的工程勘察

 

  2.3 岩土体电阻率测试技术：温纳装置：A B供电极距逐渐加大，以增加勘察深度，测得不同电极距下的视电阻率。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。特点：快速、准确。适合在解决地层划分和电阻率测试。场地的岩土电阻率是设计接地装置的重要参数，确定场地的岩土电阻率对电流尽快散入大地，达到足够小的接地电阻及接地装置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地层深度的变化规律是悬着接地装置形式设计的主要依据

 

  27磁法特点：

 

  l 发射和接收装置都不采用接地电极，是以感应方式建立和观测磁场，因此航空电法才成为可能

 

  l 采用多种频率测量，可以扩大方法上的应用范围

 

  l 观测磁场的多种量值，如振幅，相位等，可以提高地质效果

 

  岩土物探分类：1、按物性分类（1）地震波探测（2）电法探测（3）电磁法探测（4）其他方法 2、按应用领域：公路、铁路、桥梁、隧道、机场、民用、军用、水利、电力等

 

  矿井物探的现状与发展：

 

  （1）在理论上主要研究不同矿井的物理场特性、及部分空间物理场分布特征  （2）在应用技术方面，主要针对不同影响煤矿高效安全性生产的地质因素而开展的物探技术，如构造探查、水文条件检查等  （3）物探设备的开发研究：随着电子技术的发展，井下专用的物探设施无论在数量上还是质量上都得到了极大的提升，但由于行业、尤其是施工环境的限制，影响了相关设备的应用范围

 

  （4）随着煤矿生产向深部、复杂地质条件方向采掘时，各种地质问题、安全问题、逐渐增多，要求探查技术不断的丰富发展  （5）矿井物探技术已经成为生产、勘探重要方法之一，但仍存在该技术在精度与生产要求差距较大 （6）某些地质人员不认同及从事人员较少制约了其推广与发展  面波的特点：(1)频率低、能量强（2）沿介质表面传播，质点振动呈螺旋型（3）具有频散特征（面波的频率随介质速度的改变而改变）

 

  （4）随着深度的增加表现为指数规律迅速衰减，在水平方向上波呈圆筒状向四周扩散，为双曲线(1/R)，在深度上的衰减比水平方向上快，在深度上的传播面波集中在一个波长（5）在泊松比0.25，面波速度和体波速度比较接近   震波CT技术：利用地震波在介质中传播时携带内部信息来重建介质内部弹性信息图像的探测技术 分类：按所利用的波的参数分类 时间 振幅 ，按内部弹性信息：波速CT、弹性模量CT 品质因子CT 利用地震波CT技术探测围岩破坏规律的前提：速度差异、弹性差异

 

  电法在工程中的应用过程：（1）获得电性成果：测线设计、现场施工、数据处理（2）分析解释：确定电性差异值、圈定异常区、高阻/低阻 高极比/低极比、对异常区定性 定量分析 得出相关结论 （3）验证   探测雷达（地质雷达法）：利用高频脉冲电磁波探测地下介质分布(1-几十m)   探地雷达与反射地震法的区别和联系：（1）原理上要求介质的反射系数不为零（2）都是基于波的反射现象，前者为高频电磁波后者为弹性波（3）传播的几何原理相同（4）地震源是接触式，探地雷达是非接触式，所以地质雷达适应性较强（5）地震勘探深度比地质雷达大（6）数据处理的成果和类型相似