物探在巖土工程勘察中的應用

◎余冰

一、引言

在建筑工程施工前，首先需進行巖土工程勘察，而物探技術是巖土工程勘察中比較常用的技術。通過應用各類勘察水對地下巖土層進行勘察，能夠為巖土工程規(guī)劃、設計以及施工提供可靠依據(jù)，保證項目建設的順利進行。與傳統(tǒng)勘察技術相比，物探技術一般不會受到地質(zhì)地形的限制，勘察精度高，勘察成本比較低，優(yōu)勢明顯。由此可見，亟需對物探技術在巖土工程勘察中的應用進行深入研究。

二、巖土工程勘探工作的作用

巖土工程勘察多個學科，包括地質(zhì)、巖土力學等，巖土工程勘察的目標是查明工程項目建設區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特征，據(jù)此對建設場地穩(wěn)定性以及適應性進行評價分析，與工程項目建設成本以及質(zhì)量安全密切相關。在有些工程項目建設中，在未獲得完整的勘察報告時即組織施工，安全隱患比較多，可能會造成巨大的經(jīng)濟損失。另外，我國地質(zhì)災害多發(fā)，在巖土工程項目建設中，環(huán)境因素復雜，只有對建設場地地質(zhì)條件進行詳細勘察，確定不同土層分布形式，才能夠及時發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)，并及時采取有效的預防控制措施，為項目建設的順利進行奠定基礎，如圖1 所示。

圖1 不同土層分布示意

三、工程物探技術類型和特征

1.工程物探技術類型。

（1）地震波層析成像技術。

地震波層析成像技術是一種比較先進的物探技術類型，通過利用淺層地震儀能夠?qū)r土工程勘察區(qū)域進行地質(zhì)勘察，及時排查地表障礙，同時還能夠?qū)Φ貙又酗L化層進行全面細致的分析。在地震波層析成像技術的實際應用中，可能會受到電纜長度以及鉆井深度的影響，而隨著鉆井技術以及遠距離輸電技術的不斷發(fā)展，地震波層析成像技術水平也將不斷提升，應用范圍越來越廣泛。

（2）電法勘探技術。

地殼中不同物質(zhì)的組成差異性比較明顯，同時電磁學性質(zhì)差異也比較大。在電法勘探技術的應用中，可對不同勘察區(qū)域地質(zhì)結構電磁學性質(zhì)進行分析和處理，進而對地質(zhì)結構進行準確勘察。在電法勘探技術的實際應用中，要求根據(jù)地質(zhì)特征差異不同而選擇不同的電法勘察技術，比如高密度電阻率法、瞬變電磁法等。

（3）波速測試技術。

在波速測試技術的應用中，要求對巖土層中壓縮波以及剪切波的傳播速度進行原位測定分析，與傳統(tǒng)的室內(nèi)測試相比，波速測試技術所得勘察結果準確性比較高，不僅能夠確定巖土工程勘察區(qū)域場地土類型，同時還可對巖土工程動力學指標參數(shù)進行測量分析，常見參數(shù)包括彈性模量、剪切模量等。

2.工程物探技術特征。

在巖土工程勘察中，物探技術的特征主要有以下幾點：（1）物探技術的工程手段比較多，包括數(shù)字鉆孔攝影、鉆探、電磁波CT、室內(nèi)測試等，通過將多種技術方式進行有效結合，可對復雜地質(zhì)進行詳細勘察。（2）各類物探技術均有一定的優(yōu)勢，并且適用性差異比較大，在巖土工程勘察中，要求根據(jù)探測目的物以及目的層物性實際情況，選擇適宜的物探技術，或者聯(lián)合應用多種物探技術，進而保證勘察結果的準確性。（3）在利用物探技術獲得詳細的巖土工程勘察結果后，可對勘察結果進行比較以及驗證分析，充分利用勘察所得結果，并將其應用于巖土工程規(guī)劃設計中。

四、巖土工程勘探中物探技術的應用實例

1.項目概述。

本文以某道路工程作為研究對象，對該道路工程項目建設區(qū)域的地質(zhì)特征進行分析，該道路工程地貌特征為溶蝕峰從以及溶蝕緩丘洼地。該道路工程線路走向為北東向，氣候環(huán)境溫和，雨量充沛。該道路工程建設區(qū)域地下水類型單一，基巖為巖溶含水層，在灰?guī)r與白云巖裂隙中為巖溶裂隙水。在該道路工程勘察中，采用高密度電法進行勘察，確定道路工程覆蓋層厚度、巖溶發(fā)育等時機情況，進而為公路工程規(guī)劃、設計以及施工提供可靠依據(jù)。

2.勘探方法。

在該道路工程勘察中，采用高密度電法，其應用原理類似于常規(guī)直流電法，充分利用巖與礦石之間的電性差異特征，通過對電場在地層中的分布規(guī)律進行分析，即可查明勘察區(qū)域地質(zhì)構造實際情況。高密度電法的數(shù)據(jù)采集量大，并且具有智能化特征，地層剖面圖的分辨率比較高。在利用高密度電法進行地質(zhì)勘察前，首先需清除勘察區(qū)域地表雜草并澆水，以減小接地電阻，對于電纜與電極之間的接口連接處，應采用絕緣膠帶進行包裹，避免發(fā)生漏電問題，保證巖土工程勘察的順利進行。

3.勘探設備。

在該道路工程勘察中，采用多功能數(shù)字直流激電儀。

4.勘察結果。

在利用高密度電法獲得巖土工程勘察結果后，需利用surfer 軟件以及二維電阻率反演成像軟件對勘察所得數(shù)據(jù)進行預處理和分析，然后再輸入測線地面高程數(shù)據(jù)進行地形校正，最后將必需參數(shù)輸入至軟件中，運行軟件后即可對勘察所得數(shù)據(jù)進行反演解釋。需要注意，在對勘察數(shù)據(jù)進行解釋時，要求根據(jù)實際情況對各類參數(shù)進行適當調(diào)整，保證解釋所得結果的真實性以及可靠性。通過對該道路工程進行勘察分析，該道路工程線路巖溶裂隙相對不發(fā)育，局部路段發(fā)育深度較大，另外，道路覆蓋層厚度變化比較大。

五、結語

綜上所述，本文主要對物探技術在巖土工程勘察中的應用方式進行了詳細探究，物探技術類型較多，要求根據(jù)巖土工程勘察需要選擇適宜的技術類型，在獲得各類地質(zhì)資料以及數(shù)據(jù)后，對勘察結果進行整合分析，進而為巖土工程規(guī)劃設計提供可靠依據(jù)，保證巖土工程項目建設效益。