物探——地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同,物探技术又分为三大分支,即石油物探、固体矿物探和水工环物探(简称工程物探),我们使用的为工程物探。 工程物探技术方法门类众多,它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同,随着科学技术的进步,物探技术的发展日趋成熟,而且新的方法技术不断涌现,几年前还认为无法解决的问题,几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科,它又是工程勘察的重要方法之一,在某种程度上讲,它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。
岩土工程勘察 与传统钻探手段不同,工程物探技术能测到连续的地质情况,这样就避免了以点带面造成勘探不准确的缺点,而且能地解决很多岩土工程问题。而且工程物探技术的适用条件比传统钻探更为广泛,受外界条件的限制较少,不仅能降低成本,缩短工期,而且勘探精度高。 在目前的勘察市场中,若能合理有效地将工程物探技术与传统手段结合,无疑会大大提升竞争力。弹性波技术是岩土工程的勘探中很重要的一项技术,其应用在不断的发展中。弹性波是一种应力波,是由于振动在弹性介质中的传播引起的,在实际勘探过程中,通过对弹性波的分析,能反应岩层的地质特性,如果地下物体的界面性质差异大,弹性波就会表现出异常。目前的弹性波技术已经比较成熟,广泛地应用于地震、地质勘探、采矿、岩土动力学等方面。
在很多大型工程中,工程物探是至关重要的一部分。实践证明,工程物探已经在工程建设的各个时期起到了十分关键的作用。工程物探检测方法 1)电法勘探 包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、音频大地电磁测深法(包括可控源)、瞬变电磁法等。2)探地雷达 可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、 单孔法、多剖面法等。3)地震勘探 包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法。 4)弹性波测试 包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等;地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等。 5)层析成像 包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等。
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)。图4是折射波的传播示意图,在B点以前不形成折射波,称为盲区。因v大于v1在C点以外,折射波可比直达波先到达检波器。根据折射波时距曲线,可算出v1及v,从而推算出界面的深度、产状等。v的变化反映了界面以下岩性的变化,配合地震波振幅衰减的资料,可确定界面以下岩层软弱带或断层破碎带。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。