地质勘测中综合物探技术的运用.doc

1、地质勘测中综合物探技术的运用摘 要文章概述了面波及折射波的探测技术，以及其在探测过程中的优缺点，并根据资料调差及数据分析，将探测的原理及探测方法进行总结。在工程实践中表明，综合性的物探方法与资料中所记录的方式具有统一性，是一种具有高效性的物探手段。同时，在公路工程的探测过程中，需要精确的探测手段探明第四系的覆盖率以及土石截面的情况。我国近些年，在交通事业上关注很大，成本投资加大，使工程建设具有高效性，不仅大块建设步伐，还为建筑企业带来较高的经济效益。但是，其对于工程的探测作业很难顺利实施，一般的探测方式不能满足工程的需要，因此，地质勘测部门将综合物探技术进行应用，减少了物探难度，增加作业效率，

2、降低资金浪费情况。 关键词地质；综合物探；应用；发展 中图分类号：U652.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0389-01 前言：本文首先探讨了地质勘测中综合物探运用的基本原理，是利用地层表面的振动集宁信号的传播从而进行探测的方法。其次探讨了对于探测信号的采集，其中对测线布置及采集设计进行分析，采用综合物探的方法能够保证现场的信号强度。然后对采集的信号进行分析，对采集数据进行测试，并以资料文献为根据确定采集数据的准确性，经过对土石分界进行调整，确定了土石分界的最终结果，最后，根据时间分析，利用某高速公路的实际操作进行研究，分析出经过综合物探方法在地质勘测中的运

3、用，不仅使探测结果具有准确性、过程高效性，还使综合物探技术得到了良好的推广，有利于我国地质勘测事业的发展，为我国带来高效的经济效益，促进地质勘测技术的发展。 1 综合物探基本原理 地层表面激发产生的振动信号在地层中传播会产生面波和体波信号，面波信号分为 Rayleigh 波和 Love 波，体波信号分为横波（S 波）和纵波（P 波） 。面波信号在分层介质中传播会发生频散现象，而体波信号在特定的地层条件下会发生明显的反射或折射现象。研究表明，面波在均匀介质中传播不会发生频散，而在非均匀介质中传播会发生频散。面波在多层介质条件下的频散特性具有如下规律：（1） （VR-f）曲线变化规律和层速度的关系

4、：当频率发生变化时，面波速度 VR 会随勘探深度的变化而逐渐趋近该深度地层的层速度。 （2） （VR-f）曲线变化规律与层厚度的关系：当厚度发生变化时，由频散曲线可知，相应拐点位置明显向低频方向移动 2 信号数据采集 2.1 测线布置 采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度，现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致，便于信号数据的综合利用。 2.2 参数设计测试 现场测试参数的设计原则如下：（1）采集道数选择要求测震仪具有多通道接受端口，一般为 12 通道和 24 通道。 （2）检波器选择根据现场踏勘及地质调查，预估土层的厚度，确定探测深度，选用检波器的频率可利用下述

5、公式进行估算：f=VR/H（1）式中 f检波器的频率；VR地层面波速度；H探测深度。 （3）激震方式选择激震方式也即激发震源，采集工作中使用锤击、落重或炸药的激发作为震源。（4）偏移距选择在探测土石分界时，为了避免产生近域效应，偏移距为排列长度 L 的 1/8 至 1/2，其中排列长度 L 为整个排列检波器布置的长度，即 L=（n-1）dx，n 为采集道数，dx 为道间距。 2.3 测试步骤现场 在测试过程中，测点的布置的密集与否，需要测点继续拧样本的抽取，经过检测去检测，进行普遍的检测后，确定测试点。经过确定的面波及折射波的擦数进行测试，通过测试的情况进行探测，其探测步骤为：（1）根据探测任

6、务确定探测目的。 （2）拟定测试区域，进行现场踏勘及地质调查。 （3）规划测线位置及测线方向。 （4）初步设置测试参数。（5）安置好检波器，连接测震电缆保证检波器的尾锥能与地表牢固安装。（6）试验采集，检查仪器的一致性。 （7）进行震源激发并采集数据。（8）分析时域信号，减小噪声干扰。 （9）分析采集到的信号数据质量。 3 信号分析与资料解释 3.1 信号数据的分析 信号数据的分析包括两方面的内容：面波信号数据的分析；折射波信号数据的分析。面波信号数据分析主要包括以下几个过程：（1）面波有效信号的提取，设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据；（2）面波频散曲线的求取，根据有效面波时

7、域信号求取面波基阶模态的频散曲线，进行深度转换，得到深度-波速曲线；（3）利用空间相似性原理进行测点间数据插值，得到测线面波波速云图；（4）面波频散曲线的遗传反演分析，得到面波频散曲线的反演分层结果。 3.2 成果资料处理与解释 通过现场信号数据的分析处理得到面波频散曲线及折射波法的纵波速度与深度的关系曲线，为了综合利用两者的处理结果，需要进行综合解释。资料综合解释流程。 （1）折射波的结果处理。折射波法得到的结果为排列长度方向上的纵波速度与地层深度的二维结果图，即 Vp 与深度的关系图。它反映了地层深度方向上的纵波速度变化情况，得到土层和岩石层的纵波速度，也得到了土层的埋深。 （2）面波频散

8、数据插值处理。面波频散数据插值处理包括：单测点频散数据插值（连续化）和多测点频散数据插值（网格化） 。面波数据分析结果为实测频散曲线反演结果，主要利用实测频散曲线的结果数据（面波相速度 VR-深度） ，其数据为一系列离散的数据点，为了得到一条光滑的频散曲线，对其采取了连续化处理。 4 工程应用实例 某高速公路段为山区丘陵地带，地形条件较为复杂，桥梁隧道构筑物较多，如仅采用常规勘察手段很难满足工期要求。将面波和折射波技术运用于桥隧区的工程地质勘察中，一共进行了 13 座桥梁和 8 个隧道的工程物探工作。作为地质钻探工作的一种重要辅助手段，综合物探技术大大提高了勘察工作效率。 4.1 挖断某大桥桥

9、基综合物探 挖断某大桥位于该高速公路的起点附近，桥位区表层为山坡耕地，局部地方有基岩出露。通过现场踏勘初步获得测区地层分布由浅入深依次为耕植土、粉土与砂岩，从上到下存在明显的下伏层速度大于上覆层速度，满足综合物探技术应用的地球物理条件。由于受地形条件的限制，局部地方较为陡峭，难以进行测线布置，一共布置了 6 个测点。采用前面提到的数据采集和分析处理方法，两者结果较为吻合，具有较好的应用效果。 4.2 某梁隧道隧址综合物探 该梁隧道隧址区表层为山坡旱地，局部有基岩出露。根据测区地层分布条件分析，耕植土或者残破积层物、粘土与基岩三者之间存在明显的（或悬殊的）波阻抗差，从上到下存在明显的下伏层速度大

10、于上覆层速度。测区内共布置了 15 个测点，布置测点时，考虑了测点与钻孔资料能够进行对比分析，同时折射波和多道瞬态面波的测点需重合。 5 结论 综上所述，面波信号与体波信号各有优缺点，面波信号传播方法在介质的传播中具有频散的现象，体波信号中存在折射的传播现象，所以在工程使用中，需选择二者方法中的优点进行综合物探测试作业。文章通过时间案例分析出，综合物探技术在工程中应用极为广泛，并且其作用率高，其探测的结果表明能够与钻探技术产生一致性。同时利用综合物探技术将现场进行信号测试，其将面波和体波两种技术的优点的发挥。通过对综合物探技术的分析，其具有面波及体波信号两种技术的优点，在地质勘测过程中能够充分发挥其高效性，保证工程探测的准确性和高效性，为地质勘测工程提供了基础的技术保障、及高效性的探测技术，同时使综合物探技术得到良好的推广。 参考文献 1 庞士堤.找矿地质勘探技术创新探究J.河南科技.2014（13）. 2 胡中旭.探讨矿产地质勘查及找矿技术的重点J.黑龙江科学.2014（05）.