巖土工程工程物探技術(shù)分析

陳建兵+金紅艷

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步，物探工程技術(shù)也在不斷的發(fā)展，并且已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用到巖土工程當(dāng)中。目前，工程物探技術(shù)就是對(duì)現(xiàn)有的地質(zhì)資料進(jìn)行分析與觀測(cè)，并且對(duì)觀測(cè)結(jié)果計(jì)算與分析，從而對(duì)測(cè)試地點(diǎn)的巖土情況進(jìn)行了解，以此有效解決存在的問(wèn)題，工程物探技術(shù)很好的解決了巖土工程中的問(wèn)題，應(yīng)用前景非常廣闊。本文對(duì)物探工程在巖土工程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定分析與研究，對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：工程物探技術(shù)；巖土工程；應(yīng)用；前景

1當(dāng)前工程物探技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，工程物探技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，而且?guī)r土工程中對(duì)于工程物探技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在解決諸多巖土問(wèn)題過(guò)程中作出了巨大的貢獻(xiàn)。所以我們可以預(yù)測(cè)，工程物探技術(shù)在巖土工程中將有十分廣闊的發(fā)展前景。

1.1利用工程物探技術(shù)檢測(cè)巖土工程

工程探物技術(shù)在檢測(cè)巖土工程的時(shí)候主要作用就是對(duì)于地基加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)、檢測(cè)大壩或者地基的密度、檢測(cè)基樁的質(zhì)量等等。在巖土工程中應(yīng)用的工程物探技術(shù)主要有這幾個(gè)反面：瞬態(tài)面波法和地質(zhì)雷達(dá)等等。對(duì)比施工前后原位測(cè)試值及彈性波速度。另外，在巖土工程中，工程物探技術(shù)還可以根據(jù)相關(guān)的電磁波傳遞速度上的差異來(lái)檢查相應(yīng)的大壩或者建筑中是否有裂縫存在，如果存在裂縫，可以詳細(xì)了解裂縫的相關(guān)情況，科學(xué)的評(píng)判裂縫能夠?qū)こ淘斐晌：?，如果存在危害，危害程度有多大，然后采取一些治理措施，保證工程安全建設(shè)和使用，防止相關(guān)事故的產(chǎn)生。

在建設(shè)工程施工過(guò)程中，對(duì)樁基進(jìn)行相關(guān)的無(wú)損檢測(cè)也是工程物探技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用方面。可以通過(guò)動(dòng)力試樁法和聲波測(cè)樁法對(duì)樁基進(jìn)行測(cè)試，它的工作原理是根據(jù)彈性波不同的傳遞速度考察混凝土的質(zhì)量、樁身的缺陷，進(jìn)而確定樁身缺陷的位置、樁基的長(zhǎng)度和形狀等等，不僅成本低，而且速度快，特別適合進(jìn)行大面積的監(jiān)測(cè)，而且可以進(jìn)行隨機(jī)抽樣監(jiān)測(cè)，所以這種方式在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2運(yùn)用工程物探技術(shù)勘查巖土工程

工程物探技術(shù)在勘查地質(zhì)方面具其他勘查手段所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，它可以用連續(xù)的加密測(cè)點(diǎn)的資料獲取相應(yīng)的連續(xù)地質(zhì)界面的優(yōu)點(diǎn)，所以可以很好的解決用用傳統(tǒng)的鉆探方式以點(diǎn)帶面大致劃分地址界面造成的問(wèn)題和缺點(diǎn)，另外工程物探技術(shù)還能解決巖土工程中的很多問(wèn)題，例如地下的不明物體、滑動(dòng)面、洞穴、斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面等等傳統(tǒng)手段無(wú)法解決的問(wèn)題。當(dāng)然，工程物探技術(shù)還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，例如它對(duì)施工場(chǎng)地、地形的限制很少，方便快捷，費(fèi)用較低，勘查數(shù)據(jù)更加精確等。在巖土工程中，將傳統(tǒng)的勘探手段和工程物探技術(shù)相結(jié)合，可以更加有效的了解工程地質(zhì)，進(jìn)而保證工程質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。在工程物探技術(shù)中的彈性波技術(shù)在巖土工程的勘查中應(yīng)用比較多，發(fā)展的速度也比較快。它的工作原理是利用不同的介質(zhì)傳遞不同的彈性波，進(jìn)而明確地下物體的界面，如果地下物體的界面介質(zhì)差異很大，那么彈性波將在運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面出現(xiàn)異常表現(xiàn)。電磁波和電法技術(shù)應(yīng)用的也比較廣泛，主要方法則是地質(zhì)雷達(dá)和高密度電法。

1.3分析并解釋工程物探資料

工程物探工作的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是多工程物探數(shù)據(jù)進(jìn)行野外采集。對(duì)物探工程師而言，通過(guò)相關(guān)的分析、計(jì)算將野外采集而來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成工程的地質(zhì)資料十分重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是否正確不僅會(huì)營(yíng)銷到相關(guān)專家對(duì)巖土的分析、判斷和解決措施的選擇，更關(guān)系到工程的安全。所以物探工程師在掌握豐富、精確的本專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，還要鉆研巖土工程的相關(guān)專業(yè)知識(shí)。下面筆者將通過(guò)彈性波的勘探方法簡(jiǎn)單分析和解釋工程物探資料。物探工程師第一步要做的就是將干擾波和有效波分離出來(lái)，壓制干擾波，保留可以解決特定地質(zhì)問(wèn)題的有效波。在理論層面，這個(gè)任務(wù)可以通過(guò)一定的硬件和軟件設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，可是在現(xiàn)實(shí)層面，對(duì)干擾波的分離和壓制不可能完全實(shí)現(xiàn)，干擾波永恒存在。所以物探工程師一定要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能在復(fù)雜的數(shù)據(jù)中有效地找出干擾波和有效波，去偽存真，獲得真實(shí)的解釋成果。另外，因?yàn)楣こ涛锾椒椒ň哂卸嘟庑?，所以?duì)工程物探資料的分析、解釋成果還要痛鉆探、原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)的成果進(jìn)行科學(xué)的對(duì)比和驗(yàn)證，一旦在對(duì)比和驗(yàn)證過(guò)程中數(shù)據(jù)出現(xiàn)矛盾，就要進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的分析，對(duì)最終的解釋成果一定不能存在較大的偏差。物探工程師會(huì)借助巖土體力學(xué)的性質(zhì)變化多物探資料進(jìn)行相關(guān)的分析和解釋，而巖土工程師則是從地質(zhì)學(xué)角度分析巖土的內(nèi)在本質(zhì)。

2在巖土工程中工程物探技術(shù)的應(yīng)用前景

工程物探技術(shù)擁有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在不損壞勘測(cè)對(duì)象的前提下就能快速的得到檢測(cè)結(jié)果，還有成本比較低以及效率高的特點(diǎn)。因此，應(yīng)用的前景也十分廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程物探技術(shù)也逐漸向高精度、范圍廣、準(zhǔn)確性更高方向發(fā)展，其發(fā)展前景也是非常廣泛的，逐漸被應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害、工程檢測(cè)等領(lǐng)域，人們也越來(lái)越重視，在不久之后，工程物探技術(shù)的作用將會(huì)更大，逐漸變得不可替代。對(duì)常見(jiàn)的物探方法前景進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1地震波層析成像技術(shù)

地震波層析成像技術(shù)使用的勘測(cè)儀器為淺層地震儀，它具有淺層地震儀的特點(diǎn)，一般鉆探能夠達(dá)到的地方地震波層析成像技術(shù)就可以進(jìn)行一定的剖面測(cè)試，并且不受地質(zhì)障礙與風(fēng)化層的影響。地震波層析成像技術(shù)探測(cè)深度一般情況下，只是受井深與纜線長(zhǎng)度的影響，只要這兩方面足夠，地震波層析成像技術(shù)就會(huì)擁有一定的深度，地震波層析成像技術(shù)形成的圖比較直觀，并且與地質(zhì)參數(shù)有著一定關(guān)系，可以給工程提供依據(jù)。因此，地震波層析成像技術(shù)是一項(xiàng)非常值得廣泛推廣的新技術(shù)。

2.2隧道地震勘探技術(shù)

隧道地震勘探技術(shù)與其他種類的技術(shù)比較而言，最大的特點(diǎn)就是：探測(cè)分辨率高、探測(cè)距離遠(yuǎn)、甚少影響施工依據(jù)抗干擾能力比較強(qiáng)。隧道地震勘探技術(shù)作為一種新型的物理勘測(cè)方式，主要采取的是深度偏移成像手段，對(duì)精度以及準(zhǔn)確性有著很大影響，所以隧道地震勘探技術(shù)的應(yīng)用前景也是非常好的。

隧道地震勘探技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中存在的問(wèn)題也是比較多的，沒(méi)有明確不良地質(zhì)的判斷指標(biāo)是最重要的問(wèn)題，大部分都是根據(jù)工程人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)作為判斷依據(jù)。目前，也沒(méi)有辦法識(shí)別與隧道幾乎平行的飽水帶，圓柱體溶洞等，這將成為以后研究的重點(diǎn)。地震勘探技術(shù)解決的問(wèn)題與實(shí)際需要解決的問(wèn)題還是存在一定差異。因此，就需要地質(zhì)人員學(xué)習(xí)更多的地質(zhì)知識(shí)。想要很好的提高地質(zhì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，除了提高人員水平之外，也應(yīng)該應(yīng)用多種預(yù)測(cè)方式進(jìn)行驗(yàn)證，從而提高預(yù)測(cè)水平。

2.3地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用前景還是比較廣闊的，但還是存在一定的局限性，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是，探測(cè)的深度，在不斷提高地質(zhì)雷達(dá)重量與質(zhì)量的前提下，怎樣提高地質(zhì)雷達(dá)的分辨率與成功率也成為研究重點(diǎn)；二是，地質(zhì)雷達(dá)受到金屬體以及電線的干擾比較大，那么怎樣較好的避免或壓制干擾，真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際情況，也是日后研究的重點(diǎn)。所以需要我們努力把地下介質(zhì)當(dāng)中的電能變?yōu)榈刭|(zhì)的實(shí)際情況，因此，需要把地質(zhì)、雷達(dá)、鉆探有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，建立一定的探測(cè)模型，從而最大限度的提高物探效果。

結(jié)束語(yǔ)

最近幾十年，工程物探技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異，相關(guān)的科研工作者根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學(xué)原理研發(fā)了各種工程物探技術(shù)。例如層析成象技術(shù)，多波地震映像法、管波探測(cè)法等等。這些新的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)中，而且解決了很多用傳統(tǒng)勘查方式無(wú)法解決的巖土工程難題。越來(lái)越多大巖土工程和設(shè)計(jì)人員采用這種新的勘探和探測(cè)手段，相信它的未來(lái)前景一定會(huì)十分廣闊。

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