工程物探講稿-李學軍

工程物探與應(yīng)用李學軍教授級高級工程師山東正元地理信息工程有限責任公司主要內(nèi)容1概述——工程物探發(fā)展、應(yīng)用范圍與工作要求2實際應(yīng)用——

應(yīng)用一些案例說明應(yīng)用效果3結(jié)語——

發(fā)展應(yīng)用展望

側(cè)重應(yīng)用實踐，而非理論性交流。一、概述發(fā)展情況應(yīng)用范圍應(yīng)用前提方法分類特點與方向有關(guān)技術(shù)標準1-1工程物探的發(fā)展1954年10月北京東郊定福莊原燃料工業(yè)部水電總局勘測總隊地質(zhì)大隊就成立了第一支物探隊，并于年底在官廳水庫壩區(qū)開展了用磁法探測斷層的試驗。1955年夏天，在北京西郊石景山模式口水電站用電測深法探測覆蓋層厚度，拉開了水電系統(tǒng)開展工程物探工作的序幕。1958年前后，各大區(qū)和流域委院勘測設(shè)計院也都相繼成立了物探隊(組)，鐵道、城市工民建、公路交通等許多行業(yè)也陸續(xù)成立相應(yīng)的工程物探機構(gòu)、開展相應(yīng)業(yè)務(wù)。半個多世紀來，工程物探專業(yè)為我國水利電力、鐵路、交通、工業(yè)民用建筑、軍工等領(lǐng)域的各類工程的前期勘察、參數(shù)測試、質(zhì)量檢測等方面做出了很大的貢獻。中國水利電力物探科技信息網(wǎng)編著：《工程物探手冊》，中國水利水電出版社，2011年3月出版1-2工程物探的應(yīng)用范圍

工程物探已從以勘探為主的方法技術(shù)，發(fā)展為以勘探應(yīng)用為主的工程地球物理勘探、以檢測應(yīng)用為主的工程地球物理檢測和以監(jiān)測為主的工程地球物理監(jiān)測等相互交叉又各具特點的三方面應(yīng)用內(nèi)容：工程地球物理勘探工程地球物理檢測工程地球物理監(jiān)測

水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)也是重點應(yīng)用領(lǐng)域，如地質(zhì)災害勘察滑坡、崩塌、泥石流以及地面變形（沉降、液化）和海水入侵是目前我國的主要城市地質(zhì)災害，經(jīng)過實際應(yīng)用研究，多種地球物理技術(shù)方法取得了探測效果，可為地質(zhì)災害評價、防護、治理提供科學依據(jù)。

常用且有效的滑坡勘查的地球物理方法有：淺層高分辨率地震方法、探地雷達法、音頻大地電場法、激發(fā)極化法、地面甚低頻電磁法、電測深法、自然電場法、充電法、高密度電阻率法、微重力法以及氡氣測量、溫度測量法等，主要用于圈定滑坡體的空間分布界線；探測滑坡區(qū)的含水狀況；探測結(jié)構(gòu)面和滑動面的數(shù)目、深度及形態(tài)變化；探測滑坡體的地層結(jié)構(gòu)、隱伏邊界及隱伏地質(zhì)體。例如地震勘探在滑坡勘察中可用于圈定滑坡體的范圍、確定滑動面的深度和形狀及查明滑坡區(qū)地下水的分布等。

常用的崩塌勘查的地球物理方法有電法、彈性波法、層析成像法、放射性法、重力法、磁法等，主要用于探測第四系覆蓋層厚度及基巖埋深；探測水層的埋深、厚度及分布；探測巖溶、裂縫的分布、埋深及充水性；覆蓋層較薄時，探測基巖風化厚度，下伏地層中褶皺、巖脈、斷層的位置與產(chǎn)狀；探查崩塌體邊界條件、軟夾層，崩塌體底部界面；探查崩塌體的巖體結(jié)構(gòu)、巖性接觸帶、破碎帶、裂隙帶；探測崩塌堆積體厚度、堆積床形態(tài)、崩積體內(nèi)地下水。

地球物理技術(shù)在泥石流災害勘察中可行的方法主要有：淺層地震、電阻率法、探地雷達及聲波探測。泥石流災害勘察主要分為兩個方面：在泥石流災害勘察方面主要是了解泥石流形成區(qū)地層、地質(zhì)構(gòu)造、基巖埋深、風化厚度和分帶性，第四紀松散堆積物集中的堆積物的分布、性質(zhì)和厚度等；設(shè)計堤壩區(qū)的沖積層厚度。在泥石流防治工程的場地勘察方面主要是查明巖、土的分布、厚度和層次的劃分；查明基巖的埋深、起伏形態(tài)、節(jié)理發(fā)育程度和斷裂破碎帶及基巖風化帶；測定巖、土的物理、力學性質(zhì)。在地面沉降的相關(guān)勘查中，采用的方法有電阻率法、探地雷達法、地震法、微重力法、放射性法、電磁法等，探測目標包括溶洞、采空區(qū)、地裂縫以及基巖埋藏深度探測、風化帶劃分、地下水探測等。電阻率法是目前海水入侵勘查的常用物探方法，主要用于圈定海水入侵空間分布界線；圈定海水入侵通道；觀測咸淡水界面運移規(guī)律及入侵區(qū)域地下水中氯離子濃度的變化趨勢。

城市環(huán)境保護探測應(yīng)用城市地下水普遍受到污染，它直接影響到廣大民眾的生存環(huán)境。污染源除來自部分工礦企業(yè)外，大部分來源于城市垃圾填埋場滲瀝液、地下油氣儲存輸運設(shè)備等的污染。當?shù)叵滤艿轿廴竞?，必須首先查清地下水污染的位置、范圍、流向、污染程度及污染源的分布等，方能有針對性地制訂其治理方案?/p>

利用地球物理方法快速檢測垃圾填埋場大范圍內(nèi)污染滲漏狀況，配合適當?shù)牡厍蚧瘜W分析手段，進一步分析判斷其滲漏范圍和污染程度。常用的地球物理檢測方法有電阻率法、瞬變電磁法、激發(fā)極化法、探地雷達法、自然電場法等。放射性成為危害人們身體健康已經(jīng)引起關(guān)注的因素。隨著生活水平的不斷提高，對建筑材料、裝飾材料的使用要求越來越高。利用γ輻射儀在石質(zhì)建筑材料詳細探測γ射線強度，劃分石材產(chǎn)品類別；利用測氡儀可以快速檢測室內(nèi)α放射強度等。利用聲波傳播理論檢測地下供水管線泄漏，為及時維修提供依據(jù)，防止飲水被污染和水資源浪費。利用交流電法檢測城市埋地鋼質(zhì)燃氣管道泄漏和防腐效果，為保證管道安全運行和避免燃氣泄漏引起火災、爆炸事故提供可靠依據(jù)。利用聲吶、內(nèi)窺攝像方法檢測評價地下排水管道的健康狀況，為減少和避免廢水污染以及由于管道泄漏得不到及時修復引發(fā)道路塌陷、山區(qū)城市滑坡提供依據(jù)。城市環(huán)境地質(zhì)有關(guān)的其他應(yīng)用隧道（巷道）超前預報地質(zhì)構(gòu)造、地下水、老窯（鉆孔）積水，減少可能的災害事故，電阻率法、瞬變電磁法、地震法、探地雷達法以及測溫法等均取得一定效果。為維護堤壩安全，物探方法用于堤壩滲漏檢測和防滲墻檢測取得效果的案例日益增多，主要包括探地雷達法、高密度電阻率法、激發(fā)極化法、測溫法、瞬變電磁法、瞬態(tài)面波法、流場法以及地球物理CT技術(shù)等。在輸油管道泄漏探測方面，探地雷達法、電阻率法也均有成功的案例。樁基質(zhì)量檢測、隧道砌襯質(zhì)量檢測、路基勘察、路面檢測、機場跑道監(jiān)測、基礎(chǔ)振動測試法、地基礎(chǔ)微振動測試、地震小區(qū)化、地基砂土液化判定，以及戰(zhàn)爭遺留爆炸物探測、城市活斷層研究、地下水勘察、地熱勘察等，環(huán)境地球物理技術(shù)方法均大有用武之地。1-3應(yīng)用前提條件1）被探測對象與其周圍介質(zhì)間必須存在明顯的物性差異。2）被探測對象的幾何尺寸相對于埋藏深度或探測距離應(yīng)具有一定的規(guī)模。3）具有適宜開展探測施工的地形與環(huán)境。1-4物探分類分類方法分

類按探測方法或探測物理性質(zhì)重力勘探磁法勘探電法勘探（直流）電法勘探電磁法勘探地震勘探折射波法反射波法透射波法（直達波法）瑞雷波法放射性勘探地熱勘探地球物理測井

彈性波測試地震波法聲波法按探測對象、應(yīng)用領(lǐng)域資源類物探石油物探煤田物探金屬非金屬物探放射性物探水工環(huán)物探水文物探工程物探環(huán)境物探深部物探按工作環(huán)境地面物探航空物探海洋物探地下物探1-5工程物探方法根據(jù)所探測對象的物理性質(zhì)的不同：可將物探分為重力勘探、磁法勘探、電法勘探及電磁法勘探、放射性勘探、地震勘探、地球物理測井和地熱勘探等多種方法。按場源性質(zhì)：主動源法，被動源法按工作環(huán)境：地面、地下（井中）、水上、航空按應(yīng)用目的或范圍：工程地球物理勘探、工程地球物理檢測、工程地球物理監(jiān)測

1-5工程物探的特點除具備物探方法的科學性、多解性外：⑴由于各類建設(shè)工程的需要，工程物探的探測對象更偏向于淺、小，探測深度以從幾十厘米到數(shù)百米為主，要求探測精度較高。⑵儀器設(shè)備更為輕便。⑶受地形影響較大，地質(zhì)、地球物理條件更為復雜，探測對象的不均勻性和各向異性更加明顯。⑷探測成果時效性強，往往需要及時提供、經(jīng)常被立即驗證，對探測結(jié)果的明確性要求也較高。⑸除了傳統(tǒng)的勘探類應(yīng)用以外，檢測以及監(jiān)測類應(yīng)用已占據(jù)相當大的比例，成為重要的工程質(zhì)量檢測和驗收手段。1-6發(fā)展方向采集、處理、分析解譯技術(shù)壓干擾、提分辨、提效率、富信息、再現(xiàn)儀器設(shè)備輕便化、高精度、多功能、數(shù)字化、系列化和智能化應(yīng)用拓展

水文物探、環(huán)境物探，軍事物探1-6工程物探實施的規(guī)范化有關(guān)技術(shù)標準《公路工程物探規(guī)程》JTG/TC22-2009《水利水電工程物探規(guī)程》SL326-2005

《水電水利工程物探規(guī)程》DL/T2010-2005《鐵路工程物理勘探規(guī)程》TB10013-2004《城市工程地球物理探測規(guī)范》CJJ7-2007《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》CJJ61-2003《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測技術(shù)規(guī)程》CJJ159-2011《多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)規(guī)程》JGJ/T143-2004二、工程物探的實際應(yīng)用以實例為主（分不同領(lǐng)域）側(cè)重方法特點關(guān)注應(yīng)用關(guān)鍵注重實際效果1--巖土工程勘察中的應(yīng)用主要地質(zhì)問題1）界面劃分。主要有巖土體的界面劃分，地質(zhì)構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面的判定，以及不良地質(zhì)體的地質(zhì)界面等。2）形態(tài)判斷。主要有不明地下物體、空洞，以及界面的分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度等。3）參數(shù)測試。巖土工程勘察、設(shè)計所需的各種參數(shù)，包括動力參數(shù)、卓越周期、結(jié)構(gòu)自振周期、剪切波速等。4）施工質(zhì)量檢測。地基加固效果的對比、樁基檢測以及其它工程質(zhì)量方面檢測。

工作原則由于地球物理探測技術(shù)方法的應(yīng)用必須具備相應(yīng)的探測前提和基礎(chǔ)，并且探測環(huán)境條件以及地質(zhì)、地球物理條件和邊界特征的變化與不同，對探測結(jié)果影響較大，因而使得這些方法技術(shù)應(yīng)用存在著一定的條件性和局限性，同時單一方法的探測結(jié)果也存在多解性，加之一些重大工程大多面臨比較復雜的地質(zhì)和工程問題，所以在一些大型重點工程中采用綜合探測方法，提高了探測成果質(zhì)量，保證了探測結(jié)果的可靠性。1正式工作前應(yīng)通過方法試驗，正確選用有效的工作方法；2實際工作中應(yīng)從簡單到復雜，從已知到未知；復雜工作條件下或重點工程，宜采用多種方法綜合探測；3探測工作應(yīng)充分利用已知的地球物理探測、勘察、設(shè)計等資料。探地雷達法、高密度電阻率法、高分辨率淺層地震反射波法、瑞雷波法、CT成像技術(shù)，瞬變電磁法、可控源大地電磁法、高精度磁法、微重力法松散地層探測在公路選線時，需要查明線路的工程地質(zhì)條件，其中查明地層剖面的巖性情況是一項最基本的任務(wù)，但是單憑鉆探手段難以達到目的?；鶐r山區(qū)因基巖裸露容易觀察判斷，而平原覆蓋地區(qū)則需在宏觀分析的基礎(chǔ)上，利用一定的探測手段進行松散地層巖性劃分。松散地層內(nèi)松散程度、含水程度以及成分的不同與變化，為利用相應(yīng)的工程地球物理方法提供了應(yīng)用前提。在四川某地大橋選址時，利用探地雷達法解決此類問題取得成功。1）選擇方法及參數(shù)（100MHz）2）結(jié)合實際推斷解釋在山東某地大橋選址時，為查清厚度約100m的覆蓋層結(jié)構(gòu)，選擇淺孔小藥量炸藥震源，采用多道瞬態(tài)瑞雷波法取得較好的地質(zhì)效果，彌補了淺層地震反射波法存在探測“盲區(qū)”的限制和不足。軟土探測

某地長江岸邊的工程勘察中，采用探地雷達法探測圈定軟土范圍獲得良好效果，該地地層上部為砂土層，其下為雜填土，填土層混有不同粒徑的碎石，造成雷達反射波同相軸不連續(xù)；下部的軟土層由于受到填土的擠壓，形成不規(guī)則的強雷達反射波。軟土層因含水量高，有機質(zhì)含量豐富，對電磁波的吸收較強，雷達反射波呈細密波的形式。依據(jù)探地雷達法配合鉆孔很好地圈定了軟土層范圍，雷達圖像上的軟土底部層狀輪廓清晰，系因靠近湖泊的近于靜水狀態(tài)的古河道沉積形成。某賽車場賽道建成后，有一地段在賽車經(jīng)過時經(jīng)常會發(fā)生顛簸現(xiàn)象，為查明其原因，采用了探地雷達法以10cm點距對該段賽道的地下結(jié)構(gòu)進行探測。依據(jù)賽道鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)為：瀝青層、級配碎石層、石灰土層、礫石砂層。探測結(jié)果證明：各結(jié)構(gòu)層反射界面十分清晰，反射層互相平行，十分規(guī)則。但發(fā)現(xiàn)在發(fā)生賽車顛簸處賽道結(jié)構(gòu)有反射波同相軸的間斷，顯示該處一側(cè)的地層下陷量大于另一側(cè)地層。后查施工記錄，下陷量小的一側(cè)地層原為河道，經(jīng)挖除淤泥后采用沙石墊層加固，故其強度較大，沉降較?。欢硪粋?cè)地層未經(jīng)加固，為原狀地層，到1.2m以深雷達波幾乎被完全吸收，反映結(jié)構(gòu)層較薄，導致地層下陷量大于加固一側(cè)，存在差異沉降。

地下埋設(shè)（障礙）物探測

長江入海口附近某企業(yè)新建場地需要查明影響施工的障礙物特別是戰(zhàn)爭時期可能遺留的炸彈，為施工設(shè)計提供依據(jù)。經(jīng)過現(xiàn)場采用高精度磁法工作，快速查明多處鐵磁性建筑垃圾，及時處理后保證了施工安全。另在某地石化總廠滌綸廠三期工程建筑場地進行高精度磁法探測時，查出并排除了6枚100磅炸彈，其中5號彈坑在挖出1枚炸彈后，經(jīng)復測發(fā)現(xiàn)仍有磁異常存在，再經(jīng)過降低高度的加測發(fā)現(xiàn)異常增大，斷定坑內(nèi)還有鐵磁性物體，繼續(xù)開挖結(jié)果，又挖出了1枚炸彈。

地下管線探測上海浦東地下管線探測防洪砌塊探測地下排水池的定位

在兩條互相垂直的測線上高密度電阻率法低阻異常帶的兩側(cè)，出現(xiàn)了“八”字形高阻異常的特征，這是淺地表高阻體呈現(xiàn)出的異常特征，其根源是排水池周邊是高阻的水泥圍壁，對電流有明顯的排斥作用，采集到的是低阻異常與“八”字高阻伴生異常地鐵附屬構(gòu)筑物的定位地鐵工程的規(guī)劃驗收，對已建成的地鐵構(gòu)筑物進行定位圖左部有一明顯的圈閉低阻異常，從地鐵竣工資料知，其為地鐵污水處理池，高約4米，寬約6米，低阻圈閉異常的范圍與之相適應(yīng)。在圖的中央，出現(xiàn)了較大范圍的低阻異常，該低阻異常兩側(cè)有規(guī)律對稱的高阻伴生異常，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查：該異常與地鐵過街通道位置對應(yīng)。強夯基礎(chǔ)檢測

南方某電廠擴建工程，總面積達21萬m2，場地原始地貌為丘陵、海積階地、沙質(zhì)海灘，場地平整后采用強夯進行加固處理，單擊夯能為6000kN·m。在此采用瑞雷波法并結(jié)合平板載荷試驗進行加固效果檢測。利用夯前夯后的瑞雷波速度對比，確定該區(qū)夯后瑞雷波速度提高近30%，并且還根據(jù)瑞雷波頻散曲線看出了該區(qū)不同部位回填厚度不同。利用瞬態(tài)瑞雷波法在某石化企業(yè)進行強夯地基檢測的實例，圖a為地基8.0m深度10000kN·m和3000kN·m兩能級區(qū)內(nèi)及其之間瑞雷波層速度變化，按照與剪切波速相關(guān)性可以推斷層剪切波速變化較大，證明該范圍強夯地基均勻性較差；圖b中強夯前后瑞雷波速度的變化反映了該方法檢測有效加固深度的有效性。

(a)(b)公路基礎(chǔ)為灤河大堤，大堤采用砂卵石回填，并進行強夯處理。本次工作目的是檢測強夯處理后路基質(zhì)量（路基土體及原地面以下是否存在軟弱部位）滑坡探測雷達圖像：上部滑坡體由于滑動造成巖體破碎，裂隙發(fā)育，相對富水；而下部基巖則相對貧水。由于基巖面的坡度與滑坡地形坡度的一致性，造成滑坡體從上到下含水量的差異。在相同的巖性情況下，含水量越大，對電磁波的吸收越強，反射越弱，在雷達圖像上表現(xiàn)為暗色調(diào)（低振幅）；含水量小則相反。軌道交通建設(shè)中涵洞、暗渠、人防工程其頂部多為拱形或方形，材質(zhì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，它們與周圍介質(zhì)有明顯物性差異，探地雷達反射波較強，異常形狀為雙曲狀，在理想的地段上可看出洞體的底部異常。圖為某地一過街涵洞，該涵洞材質(zhì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑1600mm，頂部埋深1.5米唐山市巖溶發(fā)育帶上，本次工作主要是為了查明擬建場地巖溶存在與否及其空間形態(tài)。工作參數(shù)選擇如下：點距10米，道間距1米，偏移距10米，由120Kg落錘激振。地層上部為第四系覆蓋，下部為基巖(灰?guī)r)，面波勘探在1號剖面12米—23米處、2號剖面10米—22米處，在測深影像圖顯示為低波速“漏井”形態(tài)，推斷為巖溶發(fā)育區(qū)，經(jīng)鉆孔驗證其存在，最終通過鉆孔注混凝土處理巖溶發(fā)育部位查明擬建橋基礎(chǔ)地層變化及基巖面起伏情況。根據(jù)本次工作目的，通過方法試驗確定工作參數(shù)為：點距50米、偏移距10米，道間距1米，利用24道檢波器接收，檢波器中心的頻率為4HZ，由120Kg吊錘激發(fā)。測區(qū)地層由上到下為砂卵石層、卵石層、基巖。下圖為面波頻散曲線，正演擬合及鉆孔柱狀圖，面波解釋結(jié)果與鉆孔對照有較好一致性，第一層為砂卵石層，厚5—25米，面波速度VR<600m/s；第二層為致密卵石層，厚25—40米，面波速度VR為600—900m/S。第三層為基巖，面波速度VR>900m/s空洞由于深部地下工程塌方或區(qū)域性的松散地層在地表、地下震動的影響下逐漸形成空洞，隨著時間的推移洞體逐漸擴大并“上浮”，一般情況該類空洞上下界面不平整，界面間的物性差異也相對較小，雷達異常頂部反射波不明顯，判斷此類異常主要是根據(jù)雷達反射同相軸的變化來判斷。圖為某地雷達探測剖面，同相軸兩側(cè)明顯錯短，經(jīng)鉆探驗證，在深1.8米處發(fā)現(xiàn)空洞，后注漿填實，注漿量約6噸。

含水空洞空洞中充滿水或含水較多的淤泥洞即為含水空洞，由于水的作用，使得洞體的電阻率降低，介電常數(shù)增高，雷達波在穿過它時強度急劇衰減，波的傳播速度變緩，由于反射波被大量吸收，異常上部的反射波較弱，下部異常形狀猶如縱向條帶。圖為某地的雷達探測剖面，異常兩側(cè)同相軸錯短，異常部位同相軸連續(xù)，經(jīng)鉆探驗證，在深2.5米處發(fā)現(xiàn)淤泥，淤泥深約1.3米，并在底部發(fā)現(xiàn)磚塊，判斷該處可能是一廢棄井。

塌陷在地層平緩均勻時雷達反射波同相軸應(yīng)與地層走向一致，也就是說雷達反射同相軸的變化即為地層的變化，圖為某地的雷達探測剖面，雷達反射同相軸波在深1.2米處呈凹陷形態(tài)，說明該處地層出現(xiàn)塌陷，在塌陷的上方為空洞或松散層，后注漿填實，注漿量約3噸?；顒訑鄬犹綔y由于新生代以來形成的松散地層受到雨水的沖刷和人為的破壞，地表活動跡象很難找到。利用探地雷達進行探測，可以查明新生代地層的錯動情況。圖像反映了松散層下斷層破碎帶的垂直裂縫發(fā)育情況，破碎帶由于多呈松散狀態(tài)與圍巖形成鮮明的對比。城市活斷層探查：淺層地震、放射性水域勘察在山東某臨渤海港航道淤泥探測中，采用多波束連續(xù)測量方法不僅很快獲得航道水下地形，而且準確勾畫出了水下淤泥厚度。在某跨海大橋選址時，需要了解淺海水域地下工程地質(zhì)信息，經(jīng)過采用高密度地震影像方法工作，結(jié)果顯示水下淤泥、淤泥質(zhì)粘土底界面清晰，碎石、粉質(zhì)粘土交互層頂界面反射波同相軸連續(xù)，層位較穩(wěn)定，中風化凝灰?guī)r頂界面高程變化較大，表現(xiàn)為兩岸往中心逐漸變深的趨勢，但無明顯斷裂構(gòu)造異常，經(jīng)過證實探測結(jié)果與實際吻合。上海軌道交通4號線物探工程質(zhì)量檢測

除了利用應(yīng)力波理論的方法檢測樁基質(zhì)量、鋼筋混凝土構(gòu)筑件質(zhì)量外，采用磁梯度測井、直流電場法以及瞬變電磁法可以檢查鉆孔灌注樁中鋼筋籠的長度是否符合規(guī)定要求。在杭州跨海大橋的橋樁施工以及近期施工的一些長江大橋橋樁施工中，就有采用上述工程地球物理方法檢測鋼筋籠長度的大量成果，其中不乏通過檢測發(fā)現(xiàn)施工偷工減料的行為，為保障大橋安全做出了貢獻。在隧道砌襯脫空、堤壩滲漏與脫空檢測以及城市垃圾填埋場滲漏檢測中，探地雷達法、地震影像法和瞬變電磁法以及高密度電阻率法取得了大量成功探測案例。在建筑物下的承載樁檢測中，鉆探難以發(fā)揮作用，而利用地震反射波法的成功應(yīng)用顯示了工程地球物理方法的獨到技術(shù)優(yōu)勢。高密度電阻率法應(yīng)用

下圖為滑坡高密度電法斷面圖。采用的電法裝置為α排列，參數(shù)為60根銅電極，電極距為4.0米，掃描剖面16層,剖面長度236米?？梢郧宄目闯龌婧图舫隹??；嫦聻閺婏L化片巖，滑體為碎石土，有部分滾石。最后經(jīng)過鉆孔驗證，與實際吻合很好。

隧道進口段近地表有3-5m殘坡積碎石土，下部為全-強風化頁巖為主的白堊系軟質(zhì)巖，由于進口處在近背斜核部部位，加之距斷層較近，受其影響帶的影響，地層揉皺，產(chǎn)狀多變，巖體破碎，全風化深度大（3-10m）。總體看，隧道進口段巖石破碎，巖質(zhì)軟，易風化，并且具有一定的膨脹性，巖體工程地質(zhì)條件差。隧道洞口開挖后若支護或處理不當更易引起洞口沉降或滑塌。

面波、多波探測斷層特征隧道位于背斜核部，巖體工程地質(zhì)性質(zhì)較差，隧道開挖時可能發(fā)生整體沉降(尤其是洞口)，局部坍塌，雨季有滲水現(xiàn)象，應(yīng)加強支護和防滲處理。瑞雷面波平面圈定斷裂帶位置斷層氡氣測量

水域地震波勘探水域高密度地震波成果圖001水域高密度地震波成果圖002

剖面特征：水深、淤泥底界面反射波同相軸連續(xù)清楚，基巖界面反射波同相軸呈繞射波狀，可連續(xù)追蹤。水域高密度地震波成果圖002

剖面特征：水深、淤泥底界面反射波同相軸連續(xù)清楚，基巖界面反射波信號弱水域高密度地震波成果圖002第一組反射波同相軸與江底相對應(yīng)，反射波同相軸基本由兩個相位構(gòu)成，相位數(shù)目基本不變，總體反射能量較均勻，說明江底物性總體橫向變化不大；反射波同相軸存在較大的起伏，但較平穩(wěn)，說明江底起伏較大，總體北淺南深，最小、最大埋深（相對江面而言，江面標高均己校正到17.0m）分別為9.8m和26.6m；在測區(qū)中段局部（異常體附近）江底反射同相軸存在波形起伏現(xiàn)象，且同相軸連續(xù)性相對稍差，表明該段江底物性存在橫向變化。第二組反射波同相軸對應(yīng)于基巖頂板，多數(shù)由二～三個相位構(gòu)成，同相軸連續(xù)性變化較大，斷續(xù)出現(xiàn)，存在多處雜亂反射現(xiàn)象，說明基巖頂板附近存在較大的橫向物性變化，尤其是在異常體兩側(cè)更為明顯；反射波同相軸起伏較小，即基巖頂板起伏較小，最小、最大埋深分別為42.9m和46.9m，測區(qū)中部最深。在測區(qū)中部，存在一最大厚度約6.0m（頂、底標高分別約為0m和-6m）的不均勻體，且縱、橫剖面均有顯示。凍土勘探探地雷達法高密度電阻率法K5+250~K5+525凍土探測成果序號凍土范圍長度上限下限凍土類型融沉等級1K5+250~K5+3902001.2~2.55.5~7.2多年、富冰Ⅲ2K5+390~K5+5202001.2~2.54.5~7.2季節(jié)凍土、局部有多年少冰凍土多年多冰Ⅱ級融沉K5+396涵洞K5+396涵洞K12+450~K12+625凍土探測成果序號凍土范圍長度上限下限凍土類型融沉等級1K12+450~K12+621751.2~2.26.8~8.5多年、少冰Ⅰ多年少冰Ⅰ級融沉煤層采空區(qū)勘察

煤層采空區(qū)塌陷垂直“三帶”示意瞬變電磁法煤層采空區(qū)：利用瞬變電磁法圈定異常：充水煤窿主要表現(xiàn)為相對低阻異常

從多測道電壓剖面圖上看,６測道以后，從35～125段整體電壓值較低，推斷為采空區(qū)，期間的55～60段、80號點附近電壓值較高，為礦柱的反映。125～140段呈相對高電壓，曲線變化平緩為礦柱的反映。140～150段的低谷異常為采空區(qū)的反映。從視電阻率擬斷面圖上反映，35～130段間出現(xiàn)較為連續(xù)的200Ω·m左右的高阻帶，推斷為采空區(qū)的反映。地震反射法煤層采空區(qū)：Ⅰ號測線：從該反射波時間剖面上可以看出，代表該段的20#、21#煤層的T2、T3反射波同相軸明顯地產(chǎn)生了扭曲、錯斷，同相軸不連續(xù)，其振幅亦變小，波組的頻率、相位等物理特征均有變化，推斷該段異常是煤層采空及其影響區(qū)段（見圖4中黑線標示范圍）。放射性測量煤層采空區(qū)：土氡測量依據(jù)大量實測的α射線強度的背景值與高值異常來圈定異常的該異常范圍，較其它方法劃分的異常范圍要大，應(yīng)為煤層采空區(qū)及巖層裂隙帶的綜合反映。放射性測量與電阻率法采空區(qū)高密度電阻率探測采空區(qū)1、從方法試驗的結(jié)果可以得出：在被試驗的五種觀測裝置中，①AMNB裝置對異常反應(yīng)的靈敏度相對較低、穩(wěn)定性相對較好；②偶極（ABMN，AB—MN）對異常反應(yīng)的靈敏度高，穩(wěn)定性相對較差，尤其是AB—MN遇異常體觀測結(jié)果容易振蕩；③三極（MN-B）裝置的橫向分辨率較高，而縱向分辨率相對較低，可以通過計算H參數(shù)的辦法來提高縱向分辨率。在實際工作中，可用來確定采空區(qū)的頂?shù)捉缑?；④A—M裝置的勘探深度較大，在縱向上相對規(guī)模較小的地質(zhì)體容易被忽視，但可以發(fā)現(xiàn)相對埋深規(guī)模較大的采空區(qū)。2、由方法試驗的結(jié)果來看，電極距越小分辨率越高，但勘探深度越小。也即分辨率和勘探深度是一對辯證的矛盾，在野外工作中應(yīng)根據(jù)目標體的規(guī)模、埋深（洞徑埋深比）靈活掌握。3、可以利用AMNB、ABMN的觀測結(jié)果，運用近似計算公式對采空區(qū)的規(guī)模、埋深進行定量計算。依據(jù)方法試驗的結(jié)果，優(yōu)先選定α排列（AMNB），三極（MNB）作為調(diào)查采空區(qū)、巖溶的觀測裝置，必要時采用β排列（ABMN）進行觀測。在室內(nèi)資料整理過程中應(yīng)有目的地進行一些H參數(shù)處理工作。螢石礦--圖--AMNB裝置反演推斷成果圖)的視電阻率斷面圖總體上表現(xiàn)為低-高-低的特征，高阻體的中心位置約在150/III，是高阻傾斜板狀地質(zhì)體的反映。具體表現(xiàn)為140/III北西(小號方向)表現(xiàn)為以相對低阻為主(視電阻率ρs<120Ω.m)，160/III南東(大號方向)表現(xiàn)為相對高阻(ρs>160Ω.m)為主。結(jié)合地質(zhì)條件分析，推斷150/III正下方高阻異常(ρs>640Ω.m)為采空區(qū)的反應(yīng)。經(jīng)計算，采空區(qū)的埋深約為25m左右，在剖面可探測的深度范圍內(nèi)，采空區(qū)的寬度約為5m?？脊耪{(diào)查地質(zhì)雷達

與高密度電阻率對照斷面圖暗渠3000mm×3000mm:電阻率等值線圖上在25.5m處出現(xiàn)了明顯的異常,其視電阻率斷面呈高阻特征，深度3－7m處的形狀呈現(xiàn)出方形的特征，異常的位置及形狀均與暗渠的實際情況非常接近。從窨井中我們了解到，方渠由混凝土制作而成，渠中水流僅不足三分之一。因此，電阻率特征呈現(xiàn)出標準的方形高阻特征。直徑800mm的排水管:是運水過江進入污水廠的壓力管，一般沒有窨井。過江處，其材質(zhì)為鋼管，盡管埋藏很深，但尚可以用金屬管線儀進行探測。但過江后，管線的材質(zhì)就變?yōu)榛炷?，金屬管線儀無法進行定位定深，由于埋藏相對較深，地質(zhì)雷達的探測效果也不理想。高密度電法探測：測線上23.5m處，等值線出現(xiàn)異常，從表層至3m深處，表層等值線“斷開”，出現(xiàn)了漏斗狀異常，在3－4m處的高值等值線在此處明顯向上彎曲，顯示出該處有高阻體存在。防空洞探測高密度電法地震映像法工程搶險上海地鐵4號線青草沙水庫水下拋填砂袋圍堰壩體

鋼筋籠長度檢測在9.5米及15米左右均可看見磁場強度的明顯跳變，此為鋼筋籠接頭焊接處的磁場特征。推斷鋼筋籠深度為樁頭以下15±0.5米

在9.5米及15.5米以及24.75米左右均可看見磁場強度的明顯跳變，此為鋼筋籠接頭焊接處的磁場特征。推斷鋼筋籠深度為樁頭以下24.75±0.5米。上海奉賢海堤地震映像圖

隧道地質(zhì)超前預報目前隧道地質(zhì)超前預報物探方法：地震法（）、電法（探地雷達、電阻率法、瞬變電磁法）以及紅外測溫等垃圾填埋場物探磁梯度（△T）延拓消除異常---向上消除淺部異常突出深部異常建筑物下基樁檢測樁底某工廠辦公樓缺陷樁底好的完整樁沉降側(cè)缺陷樁樁底樁底缺陷缺陷某工廠辦公樓樁長和樁身質(zhì)量檢測45m樁完整樁35m處缺陷二層加五層后驗證30m樁長完整樁缺陷樁廢棄放射源水泥池高密度電法勘探及驗證溶洞物探超聲成像技術(shù)俄羅斯和法國已開發(fā)出兩款用于混凝土結(jié)構(gòu)檢測的超聲成像技術(shù)，前者利用超聲散射成像原理和SAFT（合成孔徑聚焦掃描）技術(shù)，后者利用相控陣掃描技術(shù)。俄羅斯的超聲CT成像設(shè)備與檢測結(jié)果法國超聲相控陣成像檢測結(jié)果顯示圖像工程地球物理技術(shù)方法在巖土工程勘察中的應(yīng)用展望（結(jié)語）我國工程建設(shè)的迅速發(fā)展為工程地球物理技術(shù)應(yīng)用提供了良好的舞臺，一些大型工程相繼開工建設(shè)，如高速公路建設(shè)、高速鐵路建設(shè)、核電站建設(shè)、特大橋梁建設(shè)等，特別是城市各項建設(shè)活動如高層建筑、地下空間開發(fā)、地鐵、隧道、高架公路、港口碼頭、機場等，都需要通過巖土工程勘察來解決諸如對基巖風化層勘探、隱伏構(gòu)造破碎帶勘探、巖溶勘探、地下障礙物埋設(shè)物探測、水下隧道工程勘察、軟土地基加固效果評價，場地卓越周期測定以及地震小區(qū)劃分、建設(shè)工程質(zhì)量評價等。工程地球物理技術(shù)方法的快速、經(jīng)濟、信息量大且可做到無損探測的技術(shù)優(yōu)勢，在其中可發(fā)揮重要作用。在西南、華南等山區(qū)修建高速公路、隧道時，工程地球物理方法作為首要手段進行先期勘探，廣泛采用折射波法、瑞雷波法以及高密度電阻率法進行巖溶、基巖、斷層勘探以及隧道超前預報；在長江流域、杭州灣、珠江三角洲等地區(qū)新建了如潤揚長江大橋、陽邏長江大橋、杭州灣跨海大橋、珠港跨海大橋等特大型橋梁，都采用了水上、陸上地震勘探、高密度電阻率法等手段進行橋基地質(zhì)調(diào)查以及斷層調(diào)查。在巖土工程勘察中利用工程地球物理技術(shù)方法能否取得預期效果，關(guān)鍵是根據(jù)具體應(yīng)用條件，合理選擇相應(yīng)的具體方法，復雜條件多種方法綜合探測，并緊密結(jié)合鉆探及有關(guān)資料，綜合分析探測結(jié)果，定能取得事半功倍之效。工程地球物理技術(shù)方法還廣泛應(yīng)用于考古研究和礦山工程，用于探測人文活動遺址、礦山開采及廢棄礦址現(xiàn)狀等有關(guān)問題，還可對工程進行動態(tài)監(jiān)測，研究工程施工和運行期間的動態(tài)特性及其隱患等。此外，工程地球物理方法在調(diào)查人類活動造成的環(huán)境污染以及變化特性的監(jiān)測等方面也有良好的應(yīng)用前景。城市環(huán)境地質(zhì)信息系統(tǒng)建設(shè)統(tǒng)一開發(fā)城市環(huán)境地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫和調(diào)查信息系統(tǒng)軟件，按不同層次分別建立空間數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)；實現(xiàn)城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查信息采集、處理、儲存、分析全過程的信息化；推廣應(yīng)用高效、實用的野外信息采集和處理技術(shù)，初步實現(xiàn)城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價工作主流程的信息化；建設(shè)城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查信息元數(shù)據(jù)庫并開展網(wǎng)上服務(wù)，建立城市環(huán)境地質(zhì)信息公開查詢系統(tǒng)；提高城市環(huán)境地質(zhì)工作對城市發(fā)展的快速響應(yīng)能力，提高地質(zhì)信息的社會化服務(wù)和利用水平。注重工程地球物理技術(shù)方法的應(yīng)用條件，多種方法綜合探測，結(jié)合鉆探等有關(guān)資料進行探測資料的總和分析與解釋，是保證工程地球物理技術(shù)方法應(yīng)用成功的關(guān)鍵所在?？梢灶A見：工程地球物理技術(shù)方法在工程建設(shè)設(shè)計與施工中具有十分廣闊的應(yīng)用前景，必將成為巖土工