物探技術在工程地質勘查中的應用

夏延超

摘要：物探技術具有經濟、快速的優點，但是在工程地質勘查工作中物探方法的應用仍然存在一些問題，這些問題不僅會影響到地質勘查的質量，甚至還會影響我國工程地質勘查的發展。因此，為了能夠促進物探方法在工程地質勘查中得到更好的應用，提高地質勘查工作的水平和質量，就需加強對物探方法應用的研究和分析。

關鍵詞：物探技術;工程地質;地質勘查;應用

1、工程地質勘查中常用的物探技術概述

1.1電磁法

電磁物探技術有多種，其依據都是電磁學相關理論，常用的主要有瞬變電磁法和探地雷達法。其中，瞬變電磁法也被稱為時間域電磁法，其技術原理的基礎是電磁感應定律，具體為發射圈內通過人為方式施加脈沖電流，產生瞬變電磁場，在磁場從地表傳播到地下深處的過程中，會出現渦流場，在脈沖磁場的間歇期內，二次渦流場可以借助接地電極、線圈等進行觀測，從而測定介質的電阻率，分析介質的性質。瞬變電磁法的優點主要體現為操作簡單、探測效率高，對于低阻地質體具有較高的靈敏性，不會受到地形的影響，分辨率較高，可以同時完成深度探測與剖面測量，能夠為工程地質勘查提供更豐富的信息。

1.2高密度電法

高密度電法即是高密度電阻率探查技術，該技術是根據巖土介質電阻率存在差異來進行探測的，在具體應用中，需要對探測區域施加電廠，利用專門的設備來檢測傳導電流的分布與變化情況，然后對巖土性質進行判斷。在高密度電法中，可以準確的測量出地面電場變化的相關信息，計算出精確的地表電阻率，提高工程地質勘查的質量。

1.3磁法勘查技術

磁法勘探技術依據的原理是巖土礦石都具備一定的磁性，且不同巖土層的磁性不完全相同，在這種磁性下，地區的磁場會出現不同變化，導致地磁異常現象。在磁法勘查中，通過使用相應的探測儀器，地磁的異常情況可以被直接觀察到，收集地磁異常的信息，來研究、分析地質的構造，可以得到準確的勘查結果。在當前工程地質勘查中，磁法勘查技術應用較為廣泛，具有較為理想的勘查效果，可以將工程地質中的破碎帶、基地構造、斷裂帶等情況準確反映出來，作出相應的工程地質填圖。

1.4反射波勘查技術

反射波勘查技術的原理是不同類型價值對于波的反射也會存在差異，當向地下介質發送反射波時，由于介質的變化，反射波振幅也會出現改變，特別是遇到阻抗較大的介質時，振幅會出現大幅度的降低。在工程地質勘查中，運用反射波勘查技術，可以根據現有的不同材料反射波信息，將其與工程地質實際勘查中反射波數據進行對比，來確定工程地質的具體情況。

1.5地震勘查技術

地震勘探技術主要有折射波法、反射波法兩種，在這兩種方法中，其依據的原理是對折射波、發射波形成的時間場在側線方向上的時空分布規律進行觀察，來判定折射面、反射面的巖土性質以及所處的深度等情況，得到勘查結果。在此種勘探技術中，地下不同介質本身在彈性、密度方面是有所不同的，對于地震波的折射、反射作用也有所差異，根據所測得的折射波、反射波信息，可以較為準確的判定地下巖層形態與性質。相較于其他物探技術而言，地震勘查技術具有較為明顯的優勢，操作簡單、精確度高，可進行數十千米深度下的探測，但也存在一定不足，比如成本較高、勘查結果解釋單一等。但隨著科學技術的發展，地震勘查

2、物探技術在工程地質勘查中的應用

2.1電磁法

電磁物探技術有多種，其依據都是電磁學相關理論，常用的主要有瞬變電磁法和探地雷達法。瞬變電磁法的優點主要體現為操作簡單、探測效率高，對于低阻地質體具有較高的靈敏性，不會受到地形的影響，分辨率較高，可以同時完成深度探測與剖面測量，能夠為工程地質勘查提供更豐富的信息。探地雷達法是一種基于電磁波反射波形、振幅等信息來進行勘查的方法，主要應用于地下（或物體內）不可見界面（或目標）的定位與信息獲取。在此技術中，采取的設施為合適型號的探地雷達，組成部分包括發射單元、發射天線、接收天線與接收單元以及控制中心、其他附件等。

2.2地震勘探法

地震勘探技術主要有折射波法、反射波法兩種，在這兩種方法中，其依據的原理是對折射波、發射波形成的時間場在側線方向上的時空分布規律進行觀察，來判定折射面、反射面的巖土性質以及所處的深度等情況，得到勘查結果。在此種勘探技術中，地下不同介質本身在彈性、密度方面是有所不同的，對于地震波的折射、反射作用也有所差異，根據所測得的折射波、反射波信息，可以較為準確的判定地下巖層形態與性質。相較于其他物探技術而言，地震勘查技術具有較為明顯的優勢，操作簡單、精確度高，可進行數十千米深度下的探測，但也存在一定不足，比如成本較高、勘查結果解釋單一等。但隨著科學技術的發展，地震勘查技術也得到長足進步，分辨率越來越高，地下構造相關研究更加精密，可以提高對地質性質判斷的詳細程度與準確性，為工程建設提供可靠依據。

2.3天然磁場法

就巖石來說，其本身就具有一定的磁場，因此，在進行地質勘查工作時可以結合巖石的磁場進行檢測。這里所說的天然磁場法中天然磁場就是指巖石本身具有的磁場，根據巖石的磁場性質來運用的一種地質勘查法。天然磁場法的技術應用首先應該充分對巖石的磁場情況進行了解，比如數據測量巖石磁場的頻率、對不同的巖石地質結構進行分析和研究。其次在實際天然磁場法應用過程中，地質勘查工作還要注意防止外界的諸多影響，因為天然磁場法很容易受到外界的影響。比如在實際地質勘查工作中，如果有電子通訊設備，那么則會對天然磁場法的應用產生干擾，在干擾的影響下，地質勘查的結果數據將會受到不同程度的影響，而后續數據的進一步分析也受到連續影響。

2.4高密度電法

高密度電阻率法是一種在技術上有較大進步的電阻率法。就其原理而言，它與常規電阻率法完全相同。由于它采用了多電極高密度一次部極，并實現了跑極和數據采集的制動化，因此相對常規電阻率法來說，它具有很多優點：①可以防止因電極移動的問題而引起的故障和干擾;②在同一條觀測剖面上，電極和數據進行變化和轉換，可以獲得多種裝置的等值線圖;③應用成本低，工作效率高，勘探能力也有明顯的提高。

2.5反射波勘查技術

反射波勘查技術的原理是不同類型價值對于波的反射也會存在差異，當向地下介質發送反射波時，由于介質的變化，反射波振幅也會出現改變，特別是遇到阻抗較大的介質時，振幅會出現大幅度的降低。在工程地質勘查中，運用反射波勘查技術，可以根據現有的不同材料反射波信息，將其與工程地質實際勘查中反射波數據進行對比，來確定工程地質的具體情況。

2.6電流法

電流法相對電磁法來說有很大的差異，電流法的應用需要根據不同的巖石之間的電阻率和含水性來進行物探，所以電流法具有一定的針對性。通過電流法進行地質勘查其能夠對不同的地質結構中的巖石電阻率進行測定，對于探測結果再進一步進行科學的分析，從分析結果中判斷地質結構中巖石含水量以及巖石的種類。電流法的優勢在于能夠對巖石的分布情況以及變化情況進行詳細分析和判斷，因此，在地質勘查工作中電流法受到了一定的關注。

3、結束語

隨著物探方式在工程地質勘察過程中的廣泛應用，促使我國工程地質勘查技術水平得到有效提高。結合相關案例，對物探方式進行深入研究，為了有效提升物探技術在工程地質勘察過程中技術水平，就需要進一步加大對物探方式的分析力度，最終為我國經濟建設奠定強有力的基礎。

參考文獻

[1]周緒鴻.探究工程地質勘查中常用的工程物探方法[J].城市建設理論研究（電子版），2017，No.21303：174-175.

（作者單位：河北省地礦局第九地質大隊）