巖土工程勘察 與傳統(tǒng)鉆探手段不同,工程物探技術(shù)能測到連續(xù)的地質(zhì)情況,這樣就避免了以點帶面造成勘探不準(zhǔn)確的缺點,而且能地解決很多巖土工程問題。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,無疑會大大提升競爭力。彈性波技術(shù)是巖土工程的勘探中很重要的一項技術(shù),其應(yīng)用在不斷的發(fā)展中。彈性波是一種應(yīng)力波,是由于振動在彈性介質(zhì)中的傳播引起的,在實際勘探過程中,通過對彈性波的分析,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、巖土動力學(xué)等方面。
彈性波測試 在巖體或土層中激發(fā)彈性波(地震波或聲波),用儀器測定巖土體傳播這些彈性波(包括縱波與橫波) 的速度以及傳播過程中能量的衰減等特征,從而求得巖土體的動態(tài)彈性系數(shù),評價巖土體的力學(xué)特性。此法與地震勘探不同,它多數(shù)是利用直達(dá)波。彈性波測試可為巖體的工程地質(zhì)分類提供依據(jù),測定地下洞室圍巖的松弛范圍,進(jìn)行灌漿效果的檢查,壩基建基面和樁基質(zhì)量的無損檢測,還可為工程建筑物的抗震設(shè)計和砂層液化研究提供參數(shù)。測井 各種地球物理探測技術(shù)在鉆孔中的應(yīng)用。工程物探采用的測井方法主要有:①電測井,包括電阻率與自然電位測井;②聲測井,包括聲速和聲幅測井;③放射性測井,包括自然伽瑪、伽瑪-伽瑪、中子-伽瑪測井和放射性同位素示蹤等;④溫度測井;⑤超聲成象測井;⑥電磁波測井。此外,還有利用工業(yè)電視設(shè)備對孔壁直接觀察的鉆孔電視以及對鉆孔直徑和井斜的測量等。測井方法的綜合運用,可以詳細(xì)劃分鉆孔地質(zhì)剖面,探測軟弱夾層,確定斷層及裂隙、破碎帶的位置與產(chǎn)狀,測定地層的電阻率、彈性波速度、孔隙度、密度、含泥量、含水量,確定含水層的位置,測定地下水的礦化度和流速、流向等。 此外,水利工程勘察中應(yīng)用還不很普遍的幾種物探方法有:放射性勘探是在地面測量放射線強(qiáng)度以探查斷層或進(jìn)行環(huán)境放射性污染的檢測;微重力勘探是利用微重力儀測量重力場異常以探測巖溶洞穴等地質(zhì)現(xiàn)象;磁法勘探是測量地磁場異常以探查含磁性礦物的地質(zhì)體。 各種物探方法均有各自的特長,也都有其方法原理所決定的局限性,且在很多情況下單一方法的資料有多解性,為了取得比較理想的勘測效果,必須針對具體的工作任務(wù),因地制宜,選擇幾種有效的方法進(jìn)行綜合物探。
遙感技術(shù) 根據(jù)電磁波輻射(發(fā)射、吸收、反射)的理論,應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)探測器對遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的綜合技術(shù)。航空攝影地質(zhì)是早的一種遙感地質(zhì)方法,至今仍然是遙感地質(zhì)中一個重要的組成部分。60年代以來,在運載工具、傳感器及圖像處理、解釋方法上都有了迅速發(fā)展。除可見光波段攝影黑白像片和彩色像片外,還發(fā)展了紅外線,多波段、雷達(dá)、激光等技術(shù)。利用地物反射人工發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為主動遙感;利用地物反射太陽輻射的或由地物自身發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為被動遙感。遙感技術(shù)可以提供有關(guān)地貌、巖性、地層、褶皺、斷層、構(gòu)造、巖漿巖以及隱伏構(gòu)造和深部構(gòu)造的資料。紅外遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中具有特別重要的意義。遙感技術(shù)不僅能克服地面點、線調(diào)查的局限性及視野的阻隔,使人們能從整體上宏觀地進(jìn)行地質(zhì)研究,而且還能提供各種電磁波的地質(zhì)信息,其中微波能穿透植被和第四紀(jì)地層,提供一定深度范圍的地質(zhì)信息。此外,還可以對一個地區(qū)反復(fù)成像,以取得的的地質(zhì)動態(tài)資料。
反射波法 反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗(地層速度與密度的乘積)有差異,差異越大反射波越強(qiáng)。圖5是反射波傳播示意圖。由S點激發(fā)的地震波遇到 RR′界面時將產(chǎn)生反射波。根據(jù)反射波從激發(fā)點到檢波器的傳播時間,以及地層的速度,便可計算從激發(fā)點S到反射界面RR′的垂直距離以及界面的傾向和傾角。由于采用信號疊加技術(shù)以及輕便的可控振動器做振源,已經(jīng)可以獲得深度約50米,甚至更淺的淺層反射記錄。 以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波(壓縮波)。在測定巖石動彈性模量時,常用垂直于測線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波(剪切波)。水是不傳遞橫波的,故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。