物探——地球物理勘探的簡(jiǎn)稱,它是以地下巖土層(或地質(zhì)體)的物性差異為基礎(chǔ),通過(guò)儀器觀測(cè)自然或人工物理場(chǎng)的變化,確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍(大小、形狀、埋深等)并可測(cè)定巖土體的物性參數(shù),達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的一種物理勘探方法。 按照勘探對(duì)象的不同,物探技術(shù)又分為三大分支,即石油物探、固體礦物探和水工環(huán)物探(簡(jiǎn)稱工程物探),我們使用的為工程物探。 工程物探技術(shù)方法門(mén)類眾多,它們依據(jù)的原理和使用的儀器設(shè)備也各有不同,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟,而且新的方法技術(shù)不斷涌現(xiàn),幾年前還認(rèn)為無(wú)法解決的問(wèn)題,幾年后由于某種新方法、新技術(shù)、新儀器的出現(xiàn)迎刃而解的實(shí)例是常見(jiàn)的。它是地質(zhì)科學(xué)中一門(mén)新興的、十分活躍、發(fā)展很快的學(xué)科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某種程度上講,它的應(yīng)用與發(fā)展已成為衡量地質(zhì)勘察現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
巖土工程勘察 與傳統(tǒng)鉆探手段不同,工程物探技術(shù)能測(cè)到連續(xù)的地質(zhì)情況,這樣就避免了以點(diǎn)帶面造成勘探不準(zhǔn)確的缺點(diǎn),而且能地解決很多巖土工程問(wèn)題。而且工程物探技術(shù)的適用條件比傳統(tǒng)鉆探更為廣泛,受外界條件的限制較少,不僅能降低成本,縮短工期,而且勘探精度高。 在目前的勘察市場(chǎng)中,若能合理有效地將工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)手段結(jié)合,無(wú)疑會(huì)大大提升競(jìng)爭(zhēng)力。彈性波技術(shù)是巖土工程的勘探中很重要的一項(xiàng)技術(shù),其應(yīng)用在不斷的發(fā)展中。彈性波是一種應(yīng)力波,是由于振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播引起的,在實(shí)際勘探過(guò)程中,通過(guò)對(duì)彈性波的分析,能反應(yīng)巖層的地質(zhì)特性,如果地下物體的界面性質(zhì)差異大,彈性波就會(huì)表現(xiàn)出異常。目前的彈性波技術(shù)已經(jīng)比較成熟,廣泛地應(yīng)用于地震、地質(zhì)勘探、采礦、巖土動(dòng)力學(xué)等方面。
在很多大型工程中,工程物探是至關(guān)重要的一部分。實(shí)踐證明,工程物探已經(jīng)在工程建設(shè)的各個(gè)時(shí)期起到了十分關(guān)鍵的作用。工程物探檢測(cè)方法 1)電法勘探 包括電測(cè)深法、電剖面法、高密度電法、自然電場(chǎng)法、充電法、激發(fā)極化法、音頻大地電磁測(cè)深法(包括可控源)、瞬變電磁法等。2)探地雷達(dá) 可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、 單孔法、多剖面法等。3)地震勘探 包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法。 4)彈性波測(cè)試 包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等;地震波法可選用地震測(cè)井、穿透地震波速測(cè)試、連續(xù)地震波速測(cè)試等。 5)層析成像 包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等。
折射波法 當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2)不同的界面時(shí),有一部分波將透過(guò)界面形成透射波,其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。對(duì)于sinα=v1/v2)的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個(gè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)而產(chǎn)生可傳到地面的折射波(也稱首波)。圖4是折射波的傳播示意圖,在B點(diǎn)以前不形成折射波,稱為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外,折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時(shí)距曲線,可算出v1及v,從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化,配合地震波振幅衰減的資料,可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄,因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2)小于上層速度v1時(shí),不可能形成折射波。