1、1关于物探方法在工程地质勘查中应用的探讨（宁夏水文地质工程地质环境地质勘察院 宁夏银川 750011） 摘要：物探技术人员在进行地质勘查工作的时候，应该先对已有的勘查资料进行详细的分析，进行实地的勘测可以选择多种物探的方法，发挥物探技术的先进作用，使各种方法成果互相补充，取长补短，才能提高物探技术的精度和可靠性，达到最佳的勘查效果。 关键词：物探方法；工程地质勘查；应用 伴随着科学技术的快速发展，物探技术已被引用到地质资源勘查工作中。物探技术是地质科学中新兴的、相对活跃的、具有重要价值的勘查方法，大大的提升了地质勘查的速度质量，也提高了生产力，是地质勘查现代化水平的标志。 一、 工程物探工作的
2、特点 基于地质条件多变引起的电场、地震波场、磁场、重力场、地热场、放射性等物理场的变化，可选用电法、地震法、磁法、重力、测温、放射性勘探等各种方法，在陆地、水域和地下（井中及坑道）等不同条件下很多岩土工程、环境地质问题，其中包括地下水、地质构造、滑坡、埋藏物、物理特性的探测等。物探方法高效、经济、施工灵活、信息丰富，能取得较好的探测效果。工程物探具有如下特点： 1.工程探测深度小 工程设计探测的地下地质问题多为浅层，地球物理探测的深度多为2几米到几十米，最深在百米左右。 2. 探测精度高 工程建设单位希望城市物探方法有较高的精度，深度与平面位置误差达到厘米级。 3.施工场地狭小 工程地球物理探
3、测作为工程地质勘察、工程测试任务，常要求在几天或十几天内快速完成，其中抢险工程评价项目，则可能要求在一天或几个小时提供探测结果。 二、 地质勘察中常用物探技术方法及基本原理 1. 电法勘探 电测深法是测量观测点深度方向以下视电阻率变化规律，以研究地下不同深度的岩层的分布状况的一种方法。在研究覆盖层厚度及岩性变化情况等有广泛应用。新近发展起来的高密度电阻率法在城市工程中，成为以获取浅层导电性信息较为活跃的方法，在地质结构划分、地下管道探测中发挥着重要作用。所研究的对象主要是有不同电阻率的水平岩层，最有利的条件是呈水平或倾角不大的岩层，而对倾角很大的岩层，解译工作也会变得困难。所以采用此方法的前提
4、条件：测量的目的层和周围的物质必须存在明显的物性差异，通过一定的电极装置测得视电阻率异常的分布规律，达到认识地下地质体电性结构的目的。 2. 电剖面法 电剖面法和电测深法没有本质不同，都是以研究人工电场在地下的分布规律为基础，是广泛采用的一种方法。它与电剖面法配合，对研究3基岩面起伏规律、断裂带分布等效果较为明显。主要有对称四极法及联合剖面法等。电法勘探主要研究对象是沉积岩。在电法勘探中，岩层电性差异是进行电法工作的物理前提（即电阻率差异） 。影响电阻率（主要是离子导电）的主要因素是岩层含水情况，同时还决定于水溶液的矿化度、水溶液的存在状态。如果水在岩石中呈分散和不连通方式，则对电阻率的影响较
5、小，而互相连通状态则使岩层电阻率大大降低。因此在同样含水情况下，矿化度不同电阻率也不同，甚至差异较大。沉积岩在含水情况下电阻率可达数千万，另外孔隙度小的岩石电阻率较高（岩浆岩及大部分变质岩） ，而孔隙度大、渗透性小的岩石（各种泥岩）其电阻率较低。 3.地震勘探 地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质。地震勘探相比其它物探方法，具有精度高、解释成果单一的优点，但是成本相对较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后的并赋以地质内涵的反射波或折射波时间剖面（实质是不同地质体的反射波或折射波波速差异
6、） 。地震勘探成果同其它物探解释成果一样，由于物理力学指标差异，不同地质体的波速有可能相近，而相同地质体由于所遭受的内力或外力地质作用不同，波速也有可能不同。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势，在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用，但是该方法受施工场地影响明显。直达波法或透射波法是波速测试的主要方法，对测试条件的依赖较强。弹性波 CT 技术4已可为工程建设场地动力学研究提供有价值的参数。 三、综合物探技术在地质勘查中的应用 基本原理：激发地层表面产生振动信号：通过地层进行传播，过程中会产生一些面波、体波相关信号。Rayleigh 波和 Love 波属于面波信号；横波和纵波属于体波信号。
7、通过非均匀介质进行传播，面波信号就会发生频散现象。 面波信号频散特性规律如下：l） （vR 才）曲线变化规律与层速关系：频率产生变化时，vR（面波速度）将会依据勘探深度变化的情况逐渐向该深度层层速度趋近；2） （vR 一 f）与层厚度之间的关系：厚度产生变化的时候，频散曲线相应的拐点位置会依据厚度变化情况向低频方向移动，即证明：拐点的位置、层厚度之间存在密切关系。处于特定的地层条件下，体波信号会发生明显的反射或是折射的现象产生。地震信号进行传播是通过分层的地层，如果上覆层的波速相较下伏层波速较小，地震信号在进行传播时将会发生明显的折射现象；如果上覆层的彼阻抗比不上下伏层的波阻抗大时，地震信号传
8、播时将发生反射波现象。折射波有两种：初至折射波、对比折射波。因为初至折射波只负责追踪初至区某个界面的折射波，相对容易辨认，识别率较高；对比折射波不仅对初至区进行追踪，对续至区折射波也要进行追踪。折射波相对于薄层的探测能力十分差，同样也不适用地质速度逆转层。 四、物探方法发展展望 1. 技术方法发展 鉴于工程涉及的地质与检测问题，探测技术将会进一步提高，多波5理论会得到进一步应用，可利用的物理波场的频谱范围会越来越宽，电磁波谱可利用的范围由纯直流扩到雷达波，弹性波谱由瑞雷波向超声波频率扩展。陆地声纳法、地震映像法、高密度电阻率法、大地电磁电导率剖面法等探测数据快速连续自动采集技术将会日益活跃。
9、2. 物探仪器设备的发展 复杂的地质勘测环境条件要求仪器设备具有良好的防尘、防震、防潮等性能，要求增强其智能化程度、具有捕捉较大动态范围的长远信号能力，仪器将会由单一化的专用仪器向多功能化发展，促进各种探测方法相互渗透和综合应用。 总之，对各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果，提高对各种地质体工程地质性质的认识。因为相似的物探曲线或接近的数值并不一定属于同一地质体，而同一岩性也可能有不同的的物探曲线或接近的数值（如同一岩性中不同风化带地震波波速不同） 。物探成果是地质研究的理论依据，对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度，为生产和科研带来可观效益，促进生产力更快发展。 参考文献： 1 蒋庆民.物探方法在工程地质勘查中的应用J.科海故事博览：科技探索，2011， （6）：41-41，36. 2 杨建成.物探方法在工程地质勘查中的应用J.中外建筑，2008， （7）：169-170 3 李晓斌，蔡向民，赵勇等.物探方法在城市地质勘查中的应用J.城市地质，2008，3（4）：31-36 64 李峰，卢栎名.小议在工程地质勘查中较常用的几种工程物探方法J.中国科技博览，2012， （28）：121-121. 5 刘鹏，卜庆晖，肖轶业等.物探在地下采空区工程地质勘查中的应用J.科技致富向导，2011， （7）：127，151.
