工程地质物探.ppt

第二节 地球物理勘探 一 地球物理勘探 （一）、地球物理勘探概述 　地球物理勘探，简称物探，它是以地壳表部岩、土的物理 性质（如电、磁、声、光、热、密度、弹性、放射性等）的 差异为理论基础，用物探仪器探测地下天然的或人工的物理 场变化，借以查明地层、构造，测定岩、土的物理力学性质 及水文地质参数的一种勘探方法。 优点：物探具有工效高、成本低、应用广、透视性强等。 缺点：解释结果多解性等。 二　直流电法勘探 （一）、直流电法勘探的种类 自然界的岩层由于其种类、成分、结构、湿度和温度等 不同，而具有不同的电学性质。以岩层电学性质的不同为基 础，用仪器观测天然或人为的电场变化或电性差异，来解决 某些地质问题的勘探方法，称为电法勘探，简称电探。电探 又分为直流电法勘探和交流电法勘探两大类 1、电阻率法 基本原理 不同岩层或同一岩层由于成分和结构等不同，因而具有 不同的电阻率。通常在地表观测某点的电阻率变化，从而了 解岩层的分布或地质构造特点的方法，称电阻率法 无线电波透视法 基本原理 由于岩石电性的不同，对电磁波的吸收具有差异。当地 质体的电性与围岩差异较大时，通过它们的电磁能的衰减亦 明显的不同。良导体对电磁能强烈地吸收，对无线电波起屏 蔽作用。因此，如果在电磁波发射与接收之间出现良导体， 则接收的讯号大大减弱，甚至接收不到，形成所谓阴影区。 从不同角度和方向发射和接收无线电波，可以得到不同的阴 影区，从而判释出该地质体存在的位置和形状。 工程地质勘察中，已比较广泛应用无线电波透 视法来探测溶洞， 2.观测方法 (1)同步法：发射天线和接收天线分别在两钻孔中同 时提升或降落相同的距离，使发射源至接收点的距 离保持不变。如果发射天线和接收天线在用一水平 高度上升或降落，则称为水平同步；如果发射天线 和接收天线是在有一相对高差的情况下上升或降 落，则称为高差同步或斜同步。 (2)定点法：在一个钻孔中固定接收天线（或发射天 线），在另一钻孔中向上（或向下）移动发射天线 （或接收天线），进行逐点观测。 地震勘探 　　地震勘探是通过人工激发的弹性波在地 下传播的特点来解决某一地质问题.由于岩石 的弹性性质不同,弹性波在其中的传播速度也 有差异，利用这种差异可判定地层岩性、地 质构造等。弹性波的激发方法，一般用敲击 法或爆炸法。按弹性波的传播方式，地震勘 探又分为直达波法、反射波法和折射波法。 直达波法 由震源直接（不经过界面的反射和折 射)传播到接收点的波称直达波。利用直达波 的时距曲线（弹性波到达观测点的时间t和到 达观测点所经过的距离S的关系曲线称为时距 曲线）可求得直达波速，从而解决某些勘探 问题。在工程地质勘察中，一般用此法测定 表土中某一特定波的波速，从而计算土层的 动力参数。 反射波法 弹性波从震源向地层中传播（图8-2- 5），遇到性质不同的地层界面时，遵循反射 定律发生反射现象。形成反射面的条件是界 画两侧介质的密度和传播波的速度的乘积 （称为介质的波阻抗）不相等。反射波回到 地面所需的时间，与界面的深度有关。如果 测得反射波到达地面所需的时间，作出反射 波的时距曲线，就可推求出所需探测界面的 深度。 瞬态瑞利波勘探法 瞬态瑞利波勘探方法是一种新的地震方法。它 可以快速和经济地测定岩土层的瑞雷波速度。由瑞 雷波速度可换算成横波速度。 工程应用 瞬态多道瑞利波勘探技术在岩土工程勘察中是 一种有效的方法。它对于土层波速测试、场地类别 划分、土层划分、不良地质体的探查等具有快速、 灵活、准确的优点，地层分层的准确度常可达到分 米级。 声波探测 一、基本原理 声波探测是弹性波探测技术中的一种，它是利用 频率为数千赫－20千赫的声频弹性波通过岩体，研 究其在不同性质和结构的岩体中的传播特性，从而 解决某些工程地质问题。 二、基本探测方法 在岩体的某一点激发（发射）声波，在另一点进 行接收，测出声波自发射点到达接收点的间隔时 间，已知发射和接收两点间的距离，计算波速： 测定洞室围岩松动圈和应力集中区的范围 在洞室围岩的不同位置，求出波速沿孔深的变 化曲线，根据裂隙、断层、夹层等使波速降低，岩 体受应力后波速增大的现象，可按曲线的形态推求 松动圈和应力集中区的范围。 洞壁附近波速较低，表示此处岩体松动；继深 度增加出现一个高速区，即为应力集中区；再深， 接近完整岩体波速，即为原始应力状态。 洞壁附近波速较高，表示岩体坚硬完 整，仅出现应力集中区,无松动区。 波速接近完整岩体波速，并从洞壁向内 无明显变化，表示无松动区和无应力集中 区。