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2023-06-01 05:04:01 131次浏览

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岩土工程与物探工程的关系

从科学角度来说，工程物探是一门独立学科，但是在实际勘测过程中，工程物探成为了服务于岩土工程的综合技术。岩土工程师解决岩土问题的时候，就好像医生给病患看病差不多，都是通过表面了解情况，对形成原因进行初步判断，合理利用技术手段进行检查，从而确定检查结果。在岩土工程中物探工程师需要解决的问题包括：，参数问题。岩土工程中需要的各种参数，例如动力参数、结构自振周期等；第二，界面问题。主要包含判断岩土的地质构造与软结构面、界面划分以及不好地质的界面等；

第三，形态问题。主要包括界面形态、不明物体形态、物体深度与位置等。第四，对施工质量进行检测。检测岩土桩基、增加地基对比效果以及其它方面检测。每一种技术都有一定的局限性以及适用性，只有对其足够的了解才能很好地使用技术，因此需要岩土工程与物探工程相辅相成，进行技术交流，让彼此更好的服务于对方，从而达到共同进步、共同提高的目的。

激发极化法

实验室研究表明，含水砂层在充电以后，断电的瞬间可以观测到由于充电所激发的二次电位，该二次电位衰减的速度随含水量的增加而变缓。在实践中利用这种方法圈定地下水富集带和确定井位已有不少成功的实例。但它在理论和观测技术方面还有待改进。

地震勘探

通过研究人工激发的弹性波在地壳内的传播规律来勘探地质构造的方法。由锤击或爆炸引起的弹性波，从激发点向外传播，遇到不同弹性介质的分界面，将产生反射和折射，利用检波器将反射波和折射波到达地面所引起的微弱振动变成电信号，送入地震仪经滤波、放大后，记录在像纸或磁带中。经整理、分析、解释就能推算出不同地层分界面的埋藏深度、产状、构造等。常用于探测覆盖层或风化壳的厚度，确定断层破碎带，在现场研究岩土的动力学特性等。可分为折射波法和反射波法两种。

折射波法

当地震波遇到上下速度v1、v2）不同的界面时，有一部分波将透过界面形成透射波，其透射角β与入射角α的关系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2）。对于sinα=v1/v2）的入射波可产生透射角β=90°的透射波，并以v的速度沿界面滑行。这种滑行波又引起个介质中质点的振动而产生可传到地面的折射波（也称首波）。但是折射波法在盲区得不到记录，因此需要加大检波距。当下层速度v2）小于上层速度v1时，不可能形成折射波。

反射波法

反射波形成的条件是界面两侧的波阻抗（地层速度与密度的乘积）有差异，差异越大反射波越强。由于采用信号叠加技术以及轻便的可控振动器做振源，已经可以获得深度约50米，甚至更浅的浅层反射记录。

以上所涉及的激发方式主要产生纵波（压缩波）。在测定岩石动弹性模量时，常用垂直于测线方向水平激发的方式产生横波（剪切波）。水是不传递横波的，故在水文地质、工程地质勘察中发展横波技术是有前景的。

钻孔地震波测速法

在钻孔中利用直达波测定地层波速的方法。有单孔法和跨孔法两种。单孔测速法是在孔口附近激振，在钻孔内的不同深度上安置探头测定直达波的初至时间。探头是由两个互为正交的水平检波器和一个垂直检波器组成。利用气压附壁装置，可使探头紧贴井壁。测定纵波速度（vp）时，须作垂直激振。测定横波速度（vs）时，须作水平激振，通常是在压有重物的厚木板两端作水平振击以激发横波。根据直达波穿过某地层所需的时间及该地层的厚度可算出地层速度。在较深的钻孔中可用“附壁式井下锤”激发横波。已知激振点到检波器的距离以及直达波的行进时间便可算出地层波速。

声波探测

利用声波（或超声波）对岩体进行探测的方法。由于频率高、波长短，因此分辨率高。主要用于测定岩体的物理力学参数、确定洞室岩石应力松弛范围、探测溶穴及检查水泥灌浆效果等。但是，由于岩石对高频波的吸收、衰减和散射比较严重，因而探测的距离不大。声波探测可分为主动和被动两种方式。

主动方式

由声源信号发生器（发射机）向压电材料制成的换能器发射一电脉冲激励晶片振动，产生声波向岩石发射。声波在岩体中传播，经接收换能器接收并转换成电信号送至接收机，放大之后在示波管屏幕上显示波形图。从波形图上可直接读出声波的初至时间，再根据已知的探测距离，计算出声波速度。

被动方式

观测岩体由于受力变形过程中所释放出来的应变能引起的声波。可用以了解岩体内部应力状态等。

考古探测

利用地下古代遗物与周边物质的物性差异，采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。 利用雷达多天线阵列技术，探测的精度高，在小面积定位方面有无可比拟的优势；磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌，结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分，加以典型影像校正，能更完整地认识遗址的全貌。

主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 [1]

遥感技术

根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子学探测器对远距离目标进行探测和识别的综合技术。航空摄影地质是早的一种遥感地质方法，至今仍然是遥感地质中一个重要的组成部分。60年代以来，在运载工具、传感器及图像处理、解释方法上都有了迅速发展。除可见光波段摄影黑白像片和彩色像片外，还发展了红外线，多波段、雷达、激光等技术。利用地物反射人工发射的电磁波进行遥感的称为主动遥感；利用地物反射太阳辐射的或由地物自身发射的电磁波进行遥感的称为被动遥感。遥感技术可以提供有关地貌、岩性、地层、褶皱、断层、构造、岩浆岩以及隐伏构造和深部构造的资料。红外遥感技术在水文地质勘察中具有特别重要的意义。遥感技术不仅能克服地面点、线调查的局限性及视野的阻隔，使人们能从整体上宏观地进行地质研究，而且还能提供各种电磁波的地质信息，其中微波能穿透植被和第四纪地层，提供一定深度范围的地质信息。此外，还可以对一个地区反复成像，以取得的的地质动态资料。