地基勘察方法地球物理勘探法張力霆教授石家莊鐵道大學(xué)62課件講解

巖土工程勘察地基勘察方法—地球物理勘探法主講人：張力霆（教授）石家莊鐵道大學(xué)1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件（1）基本原理地球物理勘探法簡(jiǎn)稱為物探。它是用專門的儀器來探測(cè)各種地質(zhì)體物理場(chǎng)的分布情況，對(duì)其數(shù)據(jù)及繪制的曲線進(jìn)行分析解釋，從而劃分地層，判定地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象的一種勘探方法。應(yīng)用于巖土工程勘察中的物探稱為“工程物探”。巖土工程勘察地基勘察方法—地球物理勘探法設(shè)備輕便、效率高；在地面、空中、水上或鉆孔中均能探測(cè)；易于加大勘探密度、深度和從不同方向敷設(shè)勘察線網(wǎng)，構(gòu)成多方位數(shù)據(jù)庫，具有立體透視性的特點(diǎn)。但此類勘探方法往往受到非探測(cè)影響和干擾以及儀器測(cè)量精度的局限，其分析解釋的結(jié)果較為粗略，且具多解性。（2）特點(diǎn)巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件1）作為鉆探的先行手段，了解隱蔽的地質(zhì)界線、界面或異常點(diǎn)。2）在鉆孔之間增加地球物理勘探點(diǎn)，為鉆探成果的內(nèi)插、外推提供依據(jù)。3）作為原位測(cè)試手段，測(cè)定巖土體的波速、動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數(shù)、土對(duì)金屬的腐蝕性等。（3）適用條件巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件1）被探測(cè)對(duì)象與周圍介質(zhì)之間有明顯的物理性質(zhì)差異。2）被探測(cè)對(duì)象具有一定的埋藏深度和規(guī)模，且地球物理異常有足夠的強(qiáng)度。3）能抑制干擾，區(qū)分有用信號(hào)和干擾信號(hào)。4）在有代表性地段進(jìn)行方法的有效性試驗(yàn)。（4）注意事項(xiàng)巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件2.電阻率法（1）電阻率法是依靠人工建立直流電場(chǎng)，在地表測(cè)量某點(diǎn)垂直方向或水平方向的電阻率變化，從而推斷地質(zhì)體性狀的方法。（2）電阻率法解決的地質(zhì)問題1）確定不同的巖性，進(jìn)行地層巖性的劃分。2）探查褶皺構(gòu)造形態(tài)，尋找斷層。3）探查覆蓋層厚度、基巖起伏及風(fēng)化殼厚度。4）探查含水層的分布情況、埋藏深度及厚度，尋找充水?dāng)鄬蛹爸鲗?dǎo)充水裂隙方向。5）探查巖溶發(fā)育情況及滑坡體的分布范圍。6）尋找古河道的空間位置。巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法3.地震折射波法（1）定義地震勘探法：是通過人工激發(fā)的地震波在地殼內(nèi)傳播的特點(diǎn)來探查地質(zhì)體的一種物探方法。運(yùn)用最多：高頻(<200～300Hz)地震波淺層折射波法，研究深度在100m以內(nèi)的地質(zhì)體。1)測(cè)定覆蓋層的厚度，確定基巖的埋深和起伏變化。2)追索斷層破碎帶和裂隙密集帶。3)研究巖石的彈性性質(zhì)，測(cè)定巖石的動(dòng)彈性模量和動(dòng)泊松比。4)劃分巖體的風(fēng)化帶，測(cè)定風(fēng)化殼厚度和新鮮基巖的起伏變化。（2）地震波折射法主要解決的問題巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法3.地震折射波法1）地形起伏較小。2）地質(zhì)界面較平坦和斷層破碎帶少，且界面以上巖石較均勻，無明顯高阻層屏蔽。3）界面上下或兩側(cè)地質(zhì)體有較明顯的波速差異。（3）地震勘探的使用條件巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法4.地質(zhì)雷達(dá)法它沿用對(duì)空雷達(dá)的原理，由發(fā)射機(jī)發(fā)射脈沖電磁波，其中一部分沿著空氣與介質(zhì)（巖土體）分界面?zhèn)鞑サ闹边_(dá)波，經(jīng)過一段時(shí)間后到達(dá)接收天線，為接收波所接收。另一部分傳入介質(zhì)內(nèi)，在基巖中遇電性不同的另一介質(zhì)體（如其他巖土體、洞穴等），就反生反射和折射，經(jīng)另一時(shí)間后回到接收天線，稱為回波。根據(jù)所接收到的兩種波的傳播時(shí)間來判斷另一介質(zhì)體的存在并測(cè)算其埋藏深度。入射波發(fā)射天線接收天線Reflectedpulses第二層第一層第三層散射發(fā)射波

主機(jī)2745631信號(hào)發(fā)射與數(shù)據(jù)采集圖巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法SIR-20高速高精度多通道透視雷達(dá)

SIR-3000便攜式透地雷達(dá)

4.地質(zhì)雷達(dá)法巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法5.聲波測(cè)井在巖土工程勘察中的應(yīng)用（1）原理不同的地層中，聲波的傳播速度是不同的。聲波速度測(cè)井儀在井下通過探頭發(fā)射聲波，聲波由泥漿向地層傳播，其記錄的是聲波通過1米地層所需的時(shí)間△t（取決于巖性和孔隙度）隨深度變化的曲線。1）確定巖層孔隙度，識(shí)別巖性，對(duì)比地層、判斷氣層巖石越致密，時(shí)差越小，巖石越疏松，孔隙度越大，時(shí)差就越大。由于聲波在水中傳播的速度大于在石油中傳播的速度，而在石油中傳播的速度又大于在天然氣中傳播的速度，故巖石孔隙中含有不同流體時(shí)，可以從聲波時(shí)差曲線上反映出，尤其在界面上更為明顯。