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地球物理勘探在工程地质勘查中的运用
张吉凯

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张吉凯,. 地球物理勘探在工程地质勘查中的运用[J]. 地球科学探索,2022.3. DOI:10.12721/ccn.2022.157078.
摘要:
地球物理勘探技术因其勘查效果显著因而在多个领域中广泛应用,目前已在工程地质勘查方面起到了关键性的作用,可有效化解地质勘查中出现的问题,且可使我国地质勘查水平得到大幅提升。在大规模工程建设量日益增多的境况下,地球物理勘探技术将成为工程地质勘探的主流技术。为此,笔者通过资料收集、结合自身经验从地球物理勘探技术的内涵分析入手,阐述工程地质勘查中此技术的特征,而后对工程地质勘查中常用的地震法、重力法、电磁法、雷达法几种地球物理勘探技术的具体应用展开探讨。
关键词: 地球物理勘探工程地质勘查勘探技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157078
基金资助:

传统工程地质勘查中,以地质钻探、原位测试勘查技术作为重点,但勘查现场的条件对勘查结果影响较大,且需较长的勘查时间,并且勘查效率并不高。同时,勘查所得数据信息不够全面,勘查所需成本投入较高。而地球物理勘探则可对传统工程地质勘查方法的不足进行有效弥补,可实现丰富的信息测量、提高探测深度、节约勘查成本、简化勘查过程,可实现勘查质量及效率的双重提升。

1.地球物理勘探技术及其特征分析

1.1地球物理勘探技术内涵

地球物勘探技术简称物探技术,其是根据物质密度及放射性之间的差异进行测量的一种勘探技术。当前阶段,电子技术是物探技术应用的核心。通过分析地质结构发现,地质结构不同,其物理属性并不一致,因而探测作业过程中可围绕这一属性的分析而开展。工程地质勘查中,需要多种类型电子仪器辅助收集各种类型的信号,并通过成像显示与数据分析完成勘查测量。物探技术的应用可增强对地下岩层的了解,可通过勘查工作监测与预报地质灾害,或是为工程建设提供准确的数据支持。

1.2地球物理勘探技术特征

1.2.1勘测精度高

工程地质勘查需要以高精度数据收集为保障,与传统勘查方法相比,物探法的勘测精度较高,可将误差控制在一定范围内,不会对工程建设质量及效率产生较大影响,也可有效避免人员伤亡或财产损失。

1.2.2勘测速度快

物探法在大多数地质条件下均可有效应用,其主要作用是对工程地质情况进行收集与分析,勘查结果得出效率快,可满足高危工程需要快速得出探测结果的要求。

2.工程地质勘查中地球物理勘探技术的具体应用

工程地质勘查属于复杂且系统的工作,勘查环境存在差异,不同物探技术应用下取得的勘查效果并不一致,因而实际应用中应结合地质环境情况选用与之相匹配的物探技术。

2.1地震勘探技术的应用

此技术是指通过人工方式进行地震波的激发,从而对地质条件的不同特征进行如实反应,对隧道前方地质情况进行预估,通过反射波及折射波的密切观测与科学分析总结出测量线的分布规律等相关数据,从而确定反射波及折射波各自的距离,了解地质结构情况等。相较于其他物探技术而言,地震勘探技术的勘探研究结果阐述相对单一,然而勘测中成本高是此技术的弊端。物探技术应用后可得出与其他物探技术相同的解释成果,但因二者的物理力学指标存在差异,在地质体不同的情况下可能会出现波速相接近的情况,并且相同地质体在承受不同内力及外力情况下也可能产生波速不一致的现象。地震勘探技术中的浅层折射法可应用于覆盖层探测、隐伏构造探测或考古探查等多个方面,但外在环境对此其干扰较大。波速测试方面,直达波法应用率较高,也可通过透射波法进行测定,这两种测试方式对测试条件的要求均较高。

2.2重力勘探技术的应用

密度存在差异的地质条件下,其岩石重力并不完全一致,因而可通过矿体及岩石密度的测定而判断出二者的差异,这便是重力勘探技术。此技术应用了万有引力原理,是在重力加速度基础上利用重力勘探测量设备探查勘测地的岩石密度情况,可在高精度重力勘探设备支持下完成地质深浅体积的探测,从而掌握相关地质数据,并对探测结果进行精准诠释,可得出重力存在异常之处,从而对工程施工中潜在的信息进行推测与判断,实现对地质结构的深层次分析。

2.3电磁法勘探技术的应用

电磁法勘探是通过观测人工或自然磁场中待测目标的深化变化情况,或是对其电阻率变化情况进行监测而找寻出岩石层的地质分布规律,从而了解到不同岩石的电学性质。这是一种可实现深度勘探的物探技术,此技术有两方面特征,一是剖面性,二是测深性。此技术在物探技术当中占据重要地位,由于在岩层勘探方面效果十分显著,因而此技术得到了广泛应用。电磁勘探方法中,以人工控制为核心的大地电磁法可消除自然磁场中信号弱的缺陷,非平面波特征不同的情况下,大地电磁法的数据处理复杂程度也会随之变化。

2.4地质雷达勘探技术的应用

雷达勘探技术是以光学原理为基础的,可通过电磁波的折射与反射收集相关信息,在金属矿山深层次勘探中此方法较为用。地质勘探过程中,探地雷达会将矿井地下介质反射而来的高频电磁波收集起来,再将这些电磁波向目标地质体上反射,而后,以矿井介质反射的地磁波频率为依据,实现对矿井的调查分析与筛选工作。在电磁波反射原理基础上,可得出地下电磁波的传播深度,可基于电磁波传播介质特性实现对反射电磁波的综合分析。传播介质是否存在差异决定着探地雷达接收电磁波的频率大小,传播介质相同,得到的频率也相同。地质雷达勘探技术具有分辨率高、勘测结果准确的优点。

结语:工程地质勘察中地球物理勘探技术发挥着重要作用,其应用效果显著,工程施工中,所应用的地球物理勘探技术不同,所产生的勘探结果也各异。对于地质研究而言,地球物理勘探技术属于基础性技术之一,其与研究、生产等多个方面均有较高的利益关联。工程地质勘查工作中,勘探人员应加强数据分析,结合分析结果的差异应用与之相匹配的地球物理勘探技术及设备,从而保障地质勘查工作的顺畅化与精准性开展,从而稳固工程建设开展基础,确保工程建设工作的安全与顺利完成。

 参考文献:

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