综合物探在地质工程监控中的应用研究

姚敏

随着经济的快速发展，人们对生活质量的要求逐渐提高，诸多产业标准和要求也在不断提高，如今为了满足地质工程监控需要，解决传统物探方法的局限问题，综合物探技术被应用到地质工程监控中。本文阐述了综合物探的作用，进一步对综合物探在地质工程监控中的应用进行分析及论述，以期推动该技术的发展与应用。

综合物探;地质工程;监控

在地质工程的监控技术中传统方法和技术已难以满足当下社会发展的需要，传统的监控方法相对综合物探监控结果准确度较差。天气和气候很容易影响到传统方法下的地质监控工程，从而导致监控结果出现偏差。综合物探技术能够实现采集数据的自动化，这不仅提高了地质工程监控的准确度，更减少了对人工、资源的消耗，实现了监控效率的高效提升，此外由于其高精度的特性还可适用于地质情况相对复杂的工程监控中。

地质工程监控中的综合物探以应用电磁学性质、电性差异即电法勘探机理为工作原理，以传统物探方法为基石来对电磁场、天然电场、人工电场等在地质工程中的分布规律进行调查并进行科学的分析，从而根据调查、科学分析得到的结论对地质工程进行监控，同时采用电极对监控进行设立，以此避免出现因为监控设备的布置而带来的不良影响。

探地雷达的原理，通过发射天线对目标发射高频脉冲电磁波，电磁波被目标反射回来被接收天线接收，通过接收天线接收到的目的反射电磁波对目标的空间位置和其具体的分布情况进行分析，这是一种非破坏性的物探方法。该方法是通过目标体和周围介质间的电性差异导致的电磁波反射后体现出来的差异来得到目标的内部构造情况和具体存在问题。

对地下介质中的自然电位的分布研究、调查、监测通常采用自然电场法，该方法较为常见，因为自然电场法需要的设备较为轻巧，同时工作效率也更高，无需人工源。例如使用电位观测仪进行观测，从而得到线上电位异常的分布情况和变化规律，从而达到对地质的监控，在使用电位观测仪时还应该在测量过程中使用不极化的电极来进行电位测量。在地质工程的监控中该方法可以检测诸多隐患。例如当堤坝存在一定的隐患时，因为水溶液对岩土空隙、裂隙的影响、渗透、流动，最终都会导致大地表面的电位异常从而被电位观测仪观测到，使得隐患可以提前发现，提出解决方案并实施来杜绝不良事件的产生。

天然源面波又被称为微动法，其本質是一种没有特点定的振动源的较为微弱的震动。天然源面波由两种波：体波和面波组成，其震动性质较为复杂。在信号能量的占比中，体波至少占据了信号能量地70%。地表介质和微动中的面波信息有很强的相关性，所以从微动中的面波信息中的瑞雷波信息进行提取可以快速得到地下结构信息。同时面波的频散特性导致了微动的信号的振幅和频率都会随着时间和空间的变化而发生变化，但在符合要求的情况下还是可以满足信息统计中的准确性、可靠性和稳定性的要求。在具体的应用上可以使用平稳随机过程来进行阐释，从而对该方法的有效性进行保障。

高密度电法以介质的电性差异为机理，在人工源施加电场的情况下，根据地下传导电流的变化状况进行研究，得到地下不同电性差异的地层岩性格架和地质构造分布概况。勘探过程特点在于一次阵列布极来完成，具备纵、横两方向高分辨率的二维勘探过程。在地质监控中，该方法可以对地下某个水平方向上的某一深度的岩土体的电性变化进行监测、反映，又能提供在纵向的延伸方向上地层岩的典型变化状况。具备准确度高、数据较为完整的优点。该方法在地质工程监控、地质灾害预防、地质工程勘察、都有广泛的应用，解决了诸多地质工程中遇到的实际困难。

综合物探在地质工程监控中的数据处理流程：首先要对工程的地面进行电极排列，并使电场发生变化从而产生磁场，在对电源进行循环往复的开启和关闭使得磁场变化，最后使用物探设备对电场、磁场变化情况的信息进行收集和分析。

地质工程监控中，一般对综合物探法收集到的电场信息的研究采用CSAMT法。电波频率上的变化要通过改变地面电极的发射频率来实现。在具体的过程中还需要弹性波能量在电极的发射过程中得到增强，达到波在运动过程中的弹性碰撞和弹性压缩得到增强的目的，从而达到保障在地质中反射波的能量和高频信号的稳定，达到电场信息的准确、可靠。综合来说对地质工程中的电场信息的研究，是要在原有的信息的基础上加上电场信息来研究，从而对地质结构等更高层次的信息进行进一步的推断和分析。

在对地质工程监控中的综合物探数据进行分析时，要对信息进行辨别，排除地质工程监控中的异常数据。以往的地质工程监控往往受限于技术自身的限制，从而对地质工程中出现的特殊特征和特殊的强度以及特殊的现象无法进行反映。在综合物探技术中首先是对数据进行综合的处理如：2D化、3D化的处理，同时使用自算计技术不断对地质工程的数据进行整合分析，例如可以使用CAD机械辅助制图技术来对地质工程数据进行整体上的整合。依托整理出的地质资料，使用数学和物理方法进行进一步的分析，即可得到地质工程的大概情况，如平面和剖面的空间信息。使得地质工程监控的准确度进一步得到提高，从而降低地质危害带来的损失。

为了论证综合物探在地质工程监控中的应用是一种切实可行的方法，并且具有较强的可操作性，也为了证明综合物探技术在地质工程监控中研究具实用性，应进行试验验证，并设置一个采用传统方法进行地质监控的对照组进行对比。

对一个处于施工期的建筑物进行模拟，同时通过相关的地质资料，对该工程所处的地质状况进行模拟。然后在防震建筑物施工过程中，对该建筑工程所处区域的地质状况进行不断地改变，从而来对综合物探在地质工程监控中的有效性进行验证，同时通过设立的传统地质工程监控方法的对照组来对比使用了综合物探技术的地质工程监控验证其优越性。

在模拟地质工程中任意选择两个以上的试验点，然后再对地基的沉降和基础的断裂渗漏、地基的欢动参数等进行不断地变换，从而来通过让传统地质工程监控方法和综合物探方法对其地址工程进行监控，最终把两种方法得到的监控信息绘制成图表相互对比并和准确信息进行对比，并且把对比后的结果通过准确度的形式在图表中表示出来。

对实验结果进行分析的过程中可以利用计算机对数据进行综合处理，对传统地质监控方法和综合物探地质监控方法对比结果进行汇总，将对比结果具现化、直观化，根据具体的试验表明在地质工程监控中，运用了综合物探技术的地质工程监控对比传统物探的地质工程而言，综合物探下的地质工程监控和数据的准确度得到了平均80%的提高。而且在地质工程监控的过程中相对于传统的物探方法受监控时间的影响较小，具有工作效率高、观测面更为全面等优点。充分说明了综合物探技术十分适用于地质工程监控，尤其是在一些情况较为复杂的地质工程中其优势更是可以得到凸显。

高密度电阻率法属于电阻率法，观测精度高，收集到的地质信息较为丰富且效率高，产生的数据多。自然电场法较为简单方便，对潜在的地质隐患可以较好地反映出来令人察觉。天然源面波是较为高科技的方法，但存在着一定的局限性，对空间和时间、环境具有一定的要求，但不会对地质造成影响，在符合条件的环境下也可以得到准确度符合要求的数据。探地雷达法可以准确的得到需要的地质信息，但适用的范围有限，往往用来对地质内部的构造进行调查。自然电场法最为常见其具备一定的精度同时效率优秀切不需要人工源。方法的选用直接关系到地质工程监控的效果，在具体的选择过程中应该以需求为基础进行选择。多种方法相互结合运用来保障监控的准确度。

综上所述，综合物探技术对比传统的物探方法可以把地质工程监控的准确率提高80%，因此具有很大的实用性。综合物探是结合各类物探方法的新型物探技术，许多技术的优点都可以通过综合物探技术来体现出来，因此可以提升监控的准确度，避免传统方法的应用限制，因此综合物探技术具有一定的应用与推广价值。

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With the rapid development of the economy， people's requirements for the quality of life are gradually improving， and many industrial standards and requirements are also constantly improving， now in order to meet the needs of geological engineering monitoring and solve the limitations of traditional geophysical methods， integrated geophysical technology is applied to geological engineering monitoring. This paper expounds the role of comprehensive geophysical exploration， and further analyzes and discusses the application of comprehensive geophysical exploration in geological engineering monitoring， in order to promote the development and application of this technology.

comprehensive geophysical exploration; geological engineering; monitoring