工程物探技术在岩土工程中的应用及前景邹志猛

工程物探技术在岩土工程中的应用及前景邹志猛

邹志猛

核工业西南勘察设计研究院有限公司四川省成都610000

摘要：现代社会发展愈加迅速，随之得到快速发展的还有工程物探技术在岩土工程中的应用，很多具有十分广阔应用前景的工程物探技术在解决岩土工程问题的时候发挥了重要的作用，该篇文章将对岩土工程中工程物探技术的应用作相应介绍。并且分析探讨了各种应用的前景情况。

关键词：工程物探技术；岩土工程；发展前景

随着社会的不断发展，工程物探技术快速发展起来，主要体现在电磁波理论和电学原理等发展而来的多种工程物探技术。这些技术主要包括有浅层地震反射波法、浅层地震折射波法与弹性波测井、地下管线探测技术等。这些技术已经在我国多种工程建设项目中被广泛的推广，并且打破了传统的勘察方法，解决了很多以前无法解决的难题。工程物探由于其自身的优势条件，已经得到了广大技术人员的认可。要注意的是物性条件的适用性与解决问题的可靠性成正相关关系。因此，只有采用多种工程物探手段的联合使用，才能更有效地解决岩土工程可能遇到的一系列复杂的技术难题。

一、工程物探技术在岩土工程中的应用

1.1工程物探技术在岩土工程检测中的应用

地基加固的效果评价、大坝或者路基的密实度以及基桩质量检测都是工程技术在岩土工程检测方面的主要的体现。工程物探技术在岩土工程中的应用主要有下几个技术：瞬态面波法、地质雷达等。将施工之前和施工之后的原位测试试验值和弹性波速度进行对比和分析。除此之外，工程物探技术可以利用电磁波传递速度的差异检查大坝以及其它的建筑中是否存在裂缝，对裂缝的相关情况进行详细的掌握，评估裂缝对工程是否存在危害，以及危害的等级，从而及时的采取相应的措施，最终保证工程的安全，防止事故的发生。在工程建设质量控制当中，工程物探技术同样也发挥着巨大的作用，其中常见的作用就是对桩基实现无损检测，比较常见的检测方法主要有两种：一种是动力试桩法，另一种是声波测桩法。通过弹性波不同的传递速度来对混凝土的质量进行判断和检测。这种检测方法工艺简单，检测效率高且成本较低，比较适合大面积检测，支持随机抽样，因此获得了广泛的应用。

1.2工程物探技术在岩土工程勘察中的应用

由于工程物探技术可以利用连续加密测点的资料从而获得连续的地质界面，因此能有效地解决传统钻探手段以点带面划分地质界面方法常带来的漏判、划分不准确等缺点，并且能有效地解决传统勘探手段难于解决的诸多岩土工程问题，如地下不明物体、洞穴、滑动面、软弱结构面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。相对传统的钻探方法，工程物探技术的使用受场地、地形条件的限制较少，具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合，无疑是在激烈的勘察市场竞争中制胜的法宝之一。在岩土工程勘察工作中应用最为广泛、发展最快的是弹性波技术。由于它是利用介质传递弹性波的特点来揭示地下物体界面，当地下物体的界面物性差异较大时，弹性波就会从运动学和动力学两个方面表现出异常来；其次是电磁波技术和电法技术，其主要代表是地质雷达勘探方法和高密度电法。采用弹性波速度测井技术和场地常时微动测试可以获得建设工程抗震设计、建设场地和地基地震效应评价所需的岩土动力参数和设计地震动参数，如动剪切模量、剪切波速、动泊松比、动弹性模量、卓越周期、结构自振周期等。它们是建筑场地的类别划分、地震作用和结构抗震验算的主要依据。

二、工程物探技术在岩土工程中的应用前景

在不对所需要探测的物体造成损害的情况下，工程物探技术就可以快速获取精准的探测结果，这种探测优势是工程探测技术自身具备的，这些优势具有高效，低成本的优点，可以说使用的前景将会十分广阔。在计算机科学技术不断发展的背景下，工程物探技术探测的精度、范围都进一步得到了增强，进一步的扩展了其应用前景，各个领域都对这项技术进行了关注，笔者简单分析了几种常见的工程物探技术，具体分析如下：

2.1地震波层析成像技术

以浅层地震仪作为主要仪器的地震波层析成像技术使得浅层地震仪相关的优点都可以在此技术中得到充分体现。地表障碍物以及风化层并不能影响地震波层成像技术，它的剖面测试是根据地质钻探来展开的。电缆和井深可以在地震波层析成像技术剖面测试的时候进行制约，因为地震波层析成像技术剖面的深度是受电缆长度和井深影响的，成图效果好、简单直观、可以直接利用是地震波层析成像技术的几大优点，因此广泛的重视和推广地震波层析成像技术在工程地质中的应用是十分有必要的。

2.2隧道地震勘探（TSP）方法

该方法与其它超前地质预报的设备相比，最大优点是：探测距离远，分辨率高，抗干扰能力强，影响施工很少。TSP超前地质探测作为一种新型的工程地球物理探测方法，采用深度偏移成像方法，提高了解释精度和预报的准确性。因此，该方法具有很好的应用前景。但是TSP在实际工作中也存在较多问题，最主要的问题就是不良地质条件的判断缺乏明确的指标，更多依赖于经验，特别是地质专家的经验。其次，对于与隧道走向近乎平行的断裂带、饱水带，以及几何形状为圆柱体或圆锥体的溶洞等等，尚无法探测识别，这也将是下一步的研究工作重点。另外，TSP探测所能解决的问题，与施工单位直接需要解决的问题(围岩级别和塌方可能性评价)有一定的差距。为了解决这个问题，技术人员还要补充学习一些地质力学知识，最好辅以跟踪地质工作。要提高超前地质预报的精度，除了提高解译水平外，最好是应用两种或两种以上的长期预报方法进行相互印证，从而尽量使多解变为单解。

2.3地质雷达

尽管地质雷达技术目前得以广泛的应用且前景开阔，但是仍然有其无法避免的局限性，简单的可以归结为以下两个方面的原因：

（1）其发射的电磁波在地下介质内传播时，随着电磁波频率的上升其衰减程度也会上升。所以说在地质雷达的体积与重点不改变的前提下，能够将发射功率和分辨率更好的提高的方法还需研究。

（2）地面金属体、电线等物体对地质雷达有较大的干扰，想要真实的反映地下的情况，就需要更好的避免或压制这些干扰，这也是一个需要研究的课题。所以说，要想把地下介质的介电性直接转换为可见的地质情况，就需要将钻探、地质概况以及探地雷达相互结合共同研究，把需要检测的地质-地球物理模型建立起来，这才是正确获得地下地质情况行之有效的模式和方法。

结语

综述，采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题，此时应根据被探测的目的层或目的物的埋深、规模及其与周边介质的物性差异，合理地选择一种或几种有效的工程物探方法，以提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量；另外，正式开展工程物探工作之前，应认真做好前期试验工作，认真做好对比研究，选择最佳的采集方案和最佳的采集装置，这是保证勘探成果质量的前提条件；同时，工程物探成果应该通过与钻探、原位测试、试验成果进行对比、验证，并建立相对应的经验关系，从而建立起一系列定量分析、判断标准，使工程物探技术和成果更好地应用于岩土工程。

参考文献

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