综合物探方法在工程基础勘探中的应用-合肥国为电子有限公司.doc

综合物探方法在工程基础勘探中的应用
王俊雷宛李星赵倩倩龚梅陈思宇
(成都理工大学地球物理学院,四川成都 10059)
摘要:工程物探作为工程勘察的重要手段,凭借着高效、无损、高密度、低成本的特点,在场地基础勘察中发挥着重要的作用。但单一的物探方法会受到地质及地球物理条件的限制,从而使
物探精度受到影响。采用综合物探方法可以提高物探成果的分析质量和地质解释精度,满足工程勘察的要求。这里结合工程实例,使用高密度电法、浅层地震反射法和地质雷达等三类不同的物探方法技术,进行工程基础勘探。由于这三类不同的物探方法体现了工程基础的不同物理特性,通过对这三类物探方法取得的成果相互比较和综合分析,并结合地质资料得到的综合物探成果,经钻孔验证,其准确性得到了大大提高,取得了很好的勘探效果。同时,还对使用的物探方法的原理、技术、资料的解释等应当注意的问题进行了说明。
关键词:工程基础勘探综合物探高密度电法浅层地震反射法
地质雷达
0前言
在实际工程基础勘探中,往往需要选用某一种或多种物探方法来对场地地基土,工程地质情况进行评价和判断。虽然某一种物探方法的选用,避免了传统勘察方法(如地质钻探工作量大、投资多、周期长)只能对单点进行勘察,孔孔之间地层不能做到
“无缝”连接,以及钻探结果以点带面的缺点,但是,物探存在多解性,就单一一种物探方法而言,有其适应性和局限性。例如,潮湿的地面对于地质雷达勘测会产生明显的干扰,应采取适当措施降低干扰或采用其它的物探方法;而在煤矿采空区进行勘探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应,也要考虑到是否为煤层的影响。
单一的物探方法存在着不足,此时就应该考虑综合物探的方法。根据不同物探方法对应的物理性质,有针对性地选取几种物探方法技术组合,互相映证、互相补充,这样既能够有效地提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量,又满足工程基础勘察的需要。作者在本文中以高密度电法、浅层地震反射波法和地质雷达这三种方法为组合,来讨论综合物探方法在工程基础勘探中的应用。
1综合物探方法

高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异,和常规电阻率法一样,它通过A、B电极向地下供电,电流为I,然后在M ,N极间测量电位差△U,从而求得该记录点的视电阻率,ρs= K△U/I。
高密度电阻率法可采用的五种装置有:
(l)温纳对称四极装置(见下页图1(a))。
(2)温纳偶极装置(见下页图1(b))。
(3)温纳微分装置(见下页图1(c))。
(4)温纳三极装置(见下页图1(d))。
(5)温纳三极装置(见下页图1(e))。

浅层地震勘探是工程地质勘查中的一种重要手段,其特有的高分辨率特性有利于确定地层界面、基岩起伏变化的形态和地层的弹性波速度。它利用人工方法(如爆炸、敲击等)产生振动(地震),研究振动在地下的传播规律,以查明地下地质情况的一种勘探方法。

探地雷达简称UPR,是一种对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。探地雷达利用高频电磁波以宽频带脉冲形式,由地面通过天线定向送入地下,经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,被另一天线所接收。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形的处理和分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及地下介质的结构。其工作原理与数据采集如图2所示。

(1)高密度电阻率法仍属于电阻率法的范畴,但其具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。其广泛应用于地层划分、探测隐伏断层构造,岩溶空洞、采空区、地质滑坡体等工程勘察,但是高密度电法测线铺设受地形影响
较大,要求接地条件较高。
(2)浅层地震反射波法广泛用于基岩埋深勘探,地质基础调查、溶洞、采空区勘探等工程勘察,对于地层密度差异较大的地区效果明显,但是勘探深度受震源强度制约较大、对地形条件要求较高。
(3)地质雷达是工程勘察中的一项高科技方法,虽然其探测深度较浅(数米至数十米)。但波长为分米数量级,且可进行拖动天线式的连续剖面测量,因而有较高的垂直和水平分辨力,特别适合于浅层、极浅层的目的层勘探。它可与浅层地震反射波法在调查深度上形成组合,互为补充。
高密度电法针对的是电阻率,地震方法对应的是速度,地质雷达则是介电常数。三种探测手段的综合应用,综合分析解释,使物探成果相互佐证,取长补短,提高了物探资料解释精度。
2工程实例
某场地位于一山丘斜坡面上,主要由三个高低不同的台阶组成。原台阶下部份区域曾作为鱼塘使用,后因场地改造现己将其进行填平并进行压实处理。现在需要在台阶上面建一厂房,故需要进行场地基基土和工程地质情况的勘察。测区上覆地