解析几种工程物探方法在岩土工程勘察中的实践

胡浩 吴孟超

云南省地质工程勘察总公司 云南省昆明市 650000

摘要：在岩土工程勘察的过程中，为了能够更好的了解岩土层界面、地质构造形态、覆盖层厚度、裂隙发育等情况，通常会采用各式的钻探手段。通过各种物探方法的综合利用，对构造裂隙发育以及岩土层等形成的物性进行差异性分析解释，将有利于实现工程地质勘测效果的提高，同时还具有经济、高效以及快速等优点。因此来说，工程物探方法作为一种新的有效的勘测手段，已经被广大的工程设计以及建设人员所接受。

关键词：物探方法；岩土；工程；勘察；实践

随着经济社会的不断发展，重大工程建设项目也在不断增多。因此来说传统的岩土工程勘察手段已经不能够满足新阶段的工程设计需求。近几年来随着工程物探技术的飞速发展，其作为一种新型的物探手段，已经被大多数的工程设计师及建筑人员所接受。在岩土工程勘察中，物探方法的探测对于电场、重力场、磁场等各种场的变化及利用都发挥着重要作用，所能探测的场源包括不仅包括人工的，也包括自然的。

一、物探方法概述

物探方法作为一种新兴技术，受使用场地以及地形条件的限制相对较小，它能够最大程度进行时间、费用的节约，并能够有效的提高勘探结果的精确度。在岩土工程的勘察中通过采用物探方法能够取得良好的效果[1]。物探方法一般是应用于城建、路基、堤坝、隧道及桥梁等工程勘察项目，以便能够寻找以及解决工程地质、水文地质、环境地质、工程质量评价、灾害地质等。在岩土工程勘察中主要采用瞬间变磁法、电磁波法、直流电法以及弹性波技术。物探方法的采用均是需要根据不同地质目的来进行选择的。

二、工程物探方法

（一）瞬间变磁法

瞬间变磁法是指通过利用不接地的回线源向地下进行脉冲电磁场的脉冲发送，在一次脉冲电磁场的间断的期间再利用线圈进行二次涡流场的观察[2]。瞬间变磁法的应用相对较为广泛，在一些接地条件差以及高阻围的岩中进行低阻目标物的区分，从而充分利用多测道的剖面曲线来确定覆盖层的下面是否存在低阻异常物。

红层低阻覆盖区进行水源的寻找是物探方法的难题，但是通过瞬间变磁法将会取得显著的效果。下图为瞬变电磁电阻率的拟断面，图中5号所反映的是一种近似直立的高阻闭合圈，它会随着探测深度的增深而增大，稍后测到会呈现半封闭直立异常状态，进而会逐渐由6号到7号点进行位移，电阻率则将会随着深度的增深而有所减少，最大值也将会由1000降低到4，通常情况下这种异常特征现象都会被解释为是一条向东倾斜的石英岩脉，石英岩脉的浅部是不含水的，但是它的含水量会随着深度的增加而增加，电阻值则会不断降低，这是一条富含水的导水岩脉。通过后期在6号与7号之间进行钻孔，充分证明这一论证是正确的。

（二）电磁波法

电磁波探测方法需要在两个钻孔之间完成，一个孔是为了电磁波的发射，另一个孔则是进行电磁波的接收。电磁波探测方法的应用原理是根据探测孔间地层对于所发射的电磁波的吸收程度来进行两孔间地质以及地形构造情况的推断解释的。

（三）直流电法

岩层电学性质的不同是直流电法的探测基础，此种方法通常是通过对电场的变化规律进行观测来实现地质问题的解决。不同岩性之间的构成以及成分也是不相同的，这也就使得岩层的导电性具有差异性。直流电的物探原理就是根据其导电性的差异来进行岩层的分布以及地质构造的形态来进行分析。直流电法又分为电剖面法以及电测深法。采用电剖面法能够对横向电性的变化有所了解，而电测深法则能够对垂向深度的地质变化信息有所了解[3]。

（四）弹性波技术

弹性波是应用最为广泛以及发展最快的物探方法，此种技术主要利用介质对弹性波传递的特点来进行地下物体界面的揭示，如果地下物体界面的差异性较大，那么弹性波就会从动力学以及运动学两方面进行表现。其中最主要的方法是地震波法。地震勘测主要是为了研究人工所激发的地震弹性波在岩土等介质中传播的规律性，从而能够更好的对构造以及地层的分布形态。地震勘测能够最大程度的利用地下介质的传播条件的变化以及其他特征对地质问题进行一定的检查。勘测完成后再根据所采集到的地震波在介质中的傳播的振幅及速度、波形特征进行介质特性、结构以及岩性的划分。

（1）反射波法

反射波法是指通过反射波沿侧线的反射时距曲线来进行反射界面的面深以及构造形态的确认。反射波法主要是应用在石灰岩地区，用来探测灰岩基岩面上的覆盖层的厚度。下图为反射波的形剖面图，通过此图可以较为直观的观察出各道之间反射波的同向轴，时间均在130到150ms之间，存在着一条反射界面线，此线呈波浪起伏状。此图解释的界面跳动为不平整的石灰岩岩顶界面，根据时间进行记录及计算，上覆盖层的深度为30至34m，此地震成果为石灰岩的开采以及设计提供了重要的地质依据。

（2）面波法