工程与环境物探.ppt

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1、工程与环境地球物理勘探绪论地球物理场：是指存在于地球内部及其周围的、具有物理作用的物质空间。例如，地球内部及其周围具有重力作用的物质空间，称为重力场；天然或人工建立的具有电(磁)力作用的物质空间称为电(磁)场；质点振动传播的物质空间，称为弹性波场等等。1物探及其分类1.1什么是物探？地球物理异常：组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起相应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变化，这种变化称为地球物理异常。地球物理勘探（物探）：就是通过专门的仪器，观测这些地球物理异常，取得它们(在时间和空间上)的分布及形态等有关地

2、球物理资料，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。1.1什么是物探？正演(forward)：是指在地球物理资料解释理论中，由地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数（密度、磁性、电性、弹性、速度等）计算该地质体引起的场异常或效应的过程。已知地质体的赋存状态和物性可统称为模型。反演(Inversion)：地球物理反演是由地球物理异常的分布确定地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数（密度、磁性、电性、弹性、速度等）的过程。1.1什么是物探？-两个基本概念(1)以介质弹性差异为基础，研究波场变

3、化规律的地震勘探和声波探测；(2)以介质电性差异为基础，研究天然或人工电场(或电磁场)的变化规律的电法勘探；(3)以介质密度差异为基础，研究重力场变化规律的重力勘探；（4）以介质磁性差异为基础，研究地磁场变化规律的磁法勘探；(5)以介质中放射性元素种类及含量差异为基础，研究幅射场变化特征的核地球物理勘探；(6)以地下热能分布和介质导热性为基础，研究地温场变化的地热勘探等。1.2物探的分类-按物理性质分（1）地面物探（2）航空物探（3）海洋物探（4）地下物探1.2物探的分类-按工作环境分（1）金属物探（2）非金属物探（3）石油&天然气物探（4）煤田物探（5）工程及环境物探（

4、6）深部物探1.2物探的分类-按应用分1.3物探的应用前提（1）探测对象与周围岩石间必须具有明显的、可以探测到的物理性质差异或物质分布的不均匀性。（2）探测对象要有一定的规模，且埋藏不能太深，足以产生仪器可以发现和圈定的地球物理异常；（3）各种干扰场相对异常场应足够微弱，或具有不同特征，以便能够予以分辨或消除。1.4物探多解性多解性：在物探资料解释中，对同一个地球物理异常可以有互不相同甚至截然相反的结论，这叫物探的多解性；造成多解性的原因：数学解的不稳定性、观测误差、干扰因素；但是最根本原因是因为地球内部信息获取困难造成的信息量不足造成的。（1）区域性地质调查。（2）工程

5、地质环境调查。（3）工程施工或巷道掘进过程中的超前预测。（4）工程施工质量及工程现状的检测。（5）环境地质方面。（6）水资源的调查。（7）考古及文物保护方面的调查。（8）水资源的调查。2工程与环境物探应用范围表1为常用物探方法解决工程及环境地质问题能力一览表，由表可见。工程及环境物探工作通常有以下特点：（1)要求探查目标浅、小、分辨率高、定量解释精度高；（2）还往往要求查明单个对象（如溶洞）的空间位置；（3）对工作结论要求高；（4）探查对象复杂。3工程与环境物探特点表一:工程与环境物探常用方法及解决地质问题能力一览表4工程物探主要方法1、弹性波法：反射波法、折射波法、面波

6、法、声波法2、电法：直流电法、激发极化法、电磁法3、核物探（放射性）4、其它方法：磁测、重力、测井、遥感等几乎各种物探方法在工程及环境物探领域均能找到其用武之地，但大多数方法都要作某些改造和发展,使其适应工程与环境物探。小结：（1）深刻理解并掌握物探的概念（2）掌握物探应用的地球物理前提（3）理解正演和反演概念和作用（3）了解物探方法的主要分类（4）了解工程物探方法的特点和应用领域