工程物探新技术在岩土工程中的应用及发展

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1、河北工程大学研究生课程论文报告课程名称：矿产资源评价课程编号：课程类型：学位课考核方式：考查学科专业：地质工程年级：2011届姓名：冯铭学号：10076119102河北工程大学2011～2012学年第一学期研究生课程论文报告课程论文评语：成绩评阅教师签名评阅日期年月日4共4页第页河北工程大学研究生课程论文报告工程物探新技术在岩土工程中的应用及发展1.前言工程物探是在原地球物理勘探基础上发展而来，五、六十年代服务于水文地质、工程地质，成为工程勘察的一个组成部分。上世纪八十年代，随着国民经济的高速发展，推动了电子技术的发

2、展，计算机技术开始广泛应用于各个技术领域，从而带动了工程物探技术的发展。工程物探紧随工程勘察向岩土工程延伸、向岩土工程测试、监测、检测转化，已成为岩土工程的一个组成部分。工程物探技术，周期短，成本低，信息量大，服务面广，是无损检测，其作用和地位得到了肯定。2.工程物探技术方法与设备在中国，工程物探始建于上世纪50年代，近二十年来有了较大发展，目前主要开展的方法有：浅层地震（反射波法、折射波法）、面波法、地震映象法、高密度电法、地质雷达、瞬变电磁法（TEM法）、工程CT（层析成象技术）、桩基无损检测技术、地下管线探测技

3、术、工程测井、声波探测和常时微动测试等。2.1浅层地震法浅层地震法是根据地下介质的波阻抗差异，利用纵波勘探的一种人工地震探测方法，可以用于研究与岩土工程有关的地质、构造、岩土体的物理力学特性，测定覆盖层厚度，确定基岩埋深起伏情况，查找构造追索断层等。2.2瑞利面波法瑞利面波法是根据地下介质的物性差异，利用瑞利面波勘探的一种人工地震探测方法。该方法具有能量大，衰减慢，在不同介质中传播进程中遇到密度变化时会出现频散现象，速度突然变化，在频散曲线上出现异常。可用于探测地下异常体及密度变化情况。2.3地质雷达地质雷达是根据地

4、下介质的电性差异，利用电磁波检测地下异常体或地层分层的一种检测方法，天线中心频率不同，探测深度及分辨率，随之改变，可根据具体情况选择不同天线。该方法可用于基础处理的质量监理，地下异物，地下洞室开挖的预报测深。2.4高密度电法高密度电法原理与普通电法相同，是利用地下介质的电性差异，人工供电测量一次场分布的探测方法，但它集中了剖面法和测深法的功能，施工效率高，信息量大。可用于管线调查，物探找水，采空区、岩溶、滑坡等灾害的物探调查。2.5瞬变电磁法瞬变电磁法是观测二次场，具有体积小，受地形影响小，纵向分辨率高，工作效率高等

5、优点，可用于判断地质体的电性、产状、规模。2.6工程测井是利用钻孔作地下物探的一种方法。在孔内放置各种传感器，接收采集孔内地球物理信息，进而分析推断孔壁的地质特征，可划分地层，地质剖面，区分岩性，确定岩石的物理参数，研究孔壁及孔内技术情况（裂隙、岩溶、孔径、孔斜等地质问题，以及砼离析、空洞等施工问题）。目前常用的测井方法有：电测井、波速测井、声波测井、电磁波测井、放射性测井，井中电视；井径、流量测井等。2.7工程CT4共4页第页河北工程大学研究生课程论文报告工程CT是在其它方法获取大量信息基础上，利用代数重现，联合迭

6、代，反褶积等计算方法，重视被测体的二维或三维图象。可用于多种物理探测的资料处理。2.8设备改革开放前，我国物探设备相对较简陋，主要是来自前苏联及东欧以及国内仿制设备。20世纪八十年代后，引进了欧美等西方国家的先进设备，以及随着我国经济及科技水平的高速发展，涌现出的大量的高性能国产物探设备。国产设备在数据采集记录，处理分析等方面有了突破性进展，极大地促进了物探技术的发展与进步。目前我们使用较多的仪器有北京水电物探所生产SWS多波工程勘探仪；武汉岩海生产的桩基检测仪，声波仪，载荷仪；重庆地质仪器厂生产的地震仪高密度电法仪

7、；徐州建工所生产的载荷仪，还有中科院岩土所、物化探所、力学所生产的各种仪器和传感器等，这些设备的性能已接近或达到国外仪器的水平，为物探技术的继续发展铺设了道路。3.应用及发展3.1应用工程物探的服务对象已从过去的工程地质、水文地质发展到现今的岩土工程。如今已作为岩土工程勘察、施工、检测过程中的一种手段，为勘察、设计施工、检测提供数据。工程物探相对于其它勘察手段来说，探测速度快，信息量大（测点连续），在成本上有较大优势，和其它勘察方法结合起来解释可以达到较高的解释精度，勘察中常用到高密度电阻率法，浅层地震法，瞬态面波法

8、，井中电磁波法检层波速测试等，有效地协助岩土工程师圈定岩溶，追索构造，划分岩性，确定基岩埋深，查找各类不良地质体，提供岩土层物理力学参数等，且成果直观，易于非专业人员判读。在施工中,可以帮助监理工程师控制施工质量,如：基础处理效果的实时测试,基桩灌注前入岩深度,沉渣厚度以及垂直度的确定,有了物探技术的支撑,工期及施工质量将得以保证。在施工质量检