論微動勘探技術在巖土工程勘察中的應用研究

查晨 張鵬天

摘要：目前巖土勘察在中國已經趨于成熟，不同的勘探技術發揮著不同的作用，不斷推動著中國工程建設的整體發展。其中，微動勘察技術作為不同勘探技術的代表，得到了業界的一致好評和關注。在各方勢力和市場的影響之下，本文結合巖土勘察的實踐案例和工作經驗，對基于巖土工程勘察的微動勘探技術進行了探索，不僅具有很強的實踐價值，也有很好的發展意義。

關鍵詞：微動勘探技術;巖土工程勘察;應用研究

1.巖土工程勘察技術概述

到目前為止巖土勘察技術在中國已經步入到相對快速的發展階段，各類技術陸續被研發，為建筑施工以及工程設計給予了很好的支撐。雖然整體發展良好，但對于地質復雜的條件，現有的巖土勘察技術還存在很多問題，這對巖土勘察技術既是挑戰，也是發展。當下國內的巖土勘察還存在以下技術問題：第一，體現在界面劃分中。從勘察結果來看：不管時軟結構還是地質構造，都存在不清晰、界面劃分模糊等問題。第二，體現在地質形態之上。就今天的巖土工程勘察技術而言：工作人員很難準確的界定地下構造物的類型與位置。第三，體現在巖土參數上。由于參數不夠準確，所以工作人員很難準確獲得土樣狀態，最后也將影響特殊土壤參數設計和粗顆粒土壤參數。第四，體現在技術人員的工作經驗上，尤其是特殊情況下將難以處理。上面談到的巖土工程勘探問題和技術問題，只有從問題的本質上制定解決方案，才能從根本上提高巖土工程的勘察質量。

2.微動勘探技術在巖土工程勘察中的應用

2.1微動勘探技術的優勢

為了讓微動勘探技術的作用最大化，必須從應用優勢上下功夫。從技術優越性來看：微動勘探技術根本沒有人工場域，更多的是被動源的勘探技術，即：在人為給予震源的狀態之下實施勘探作業，而地球與生俱來的微動波面信號則是此次勘探技術的動力。由于這些微動波面信號異常薄弱，所以人體很難感知到微波震動，它的振幅通?？刂朴?.0001mm～0.01mm間。要想記錄振幅，必須借助先進的設備才能達成。從微動信號源的類型來看：可以將它分成兩種截然不同的類型，即：大于1Hz和小于1Hz的微動。在此期間，如果頻率小于1Hz，說明這種微動源于各類自然生活，例如：海陸影響、大氣運轉等，這種類型的微動也就是經常談到的長波微動;如果頻率大于1Hz，這種類型的微動則更多的來源于人體生活，例如：設備應用、汽車行駛等，都可能產生微動，這也是常時微動。上面談到的兩種不同的微動信號，借助地質構造進行散射，只要進入到觀測點的范圍就能被設備接收。與此同時，在散射期間，也會攜帶很多關于地下構造的信息，工作者結合微動信號提供的資料，從而得到對應的地下構造。

2.2合理應用嵌套圓形觀測技術

在建筑工程巖土勘察工作中，工作人員可利用單點觀測、剖面處理等措施，保證土壤資料的分析準確性、提升土壤數據的處理合理性。而微動勘探技術的相關設備則具有更高的應用價值，不同設備之間往往利用無線通信技術進行交互，單點采集觀測所需要的時間大概在12分鐘到20分鐘之間，而后以衛星定位系統為基礎對數據進行排序統計。同時，微動勘探技術的單點觀測臺陣包括六臺工作設備，其中一臺工作設備為圓心，其余五臺工作設備則呈圓形均勻地分布在圓心周圍，圓心和其他五臺設備之間的距離都保持在1.5m到3m之間，才能取得最佳的勘察效果。為了避免微動勘探技術中出現勘探盲區，工作人員應確保圓形的半徑不變，利用嵌套圓形觀測系統的優勢，提升勘探的有效性。

2.3確定建筑場地類別

工作人員還可以利用微動勘探技術確定建筑場地類別，判斷建筑場地類別的時候，工作人員需對地層信息中的橫波速度進行分析，確定某個深度土層的等效剪切波速，再根據該土層的深度進行計算，即可判斷建筑場地的類型，在巖土工程勘察工作越來越完善的。除了正向應用之外，根據微動資料進行反向推導從而明確地下介質的橫波速度結構的做法，正在逐漸成熟并受到認可。常見的波速測試方法大致可以分成三種，它們的區別主要就在于參考數據不同，工作人員可通過微動相速度曲線、H/V曲線、微動相速度曲線和H/V曲線等進行反向推導，而這其中以微動相速度曲線推導技術最為常用。

2.4巖土地層分層

不同的巖土地層有著截然不同的特征，工作人員在處理的時候所應用的技術側重點也就不同，微動勘探技術的地層劃分標準為深度Vx等值線圖，而后根據量譜、頻率相速度等對相關內容進行解釋。想要提升微動資料解釋準確度，可以采取土層特征分析比對的方法，確定微動勘察過程中鉆孔位置和比對點的合理性，在此基礎上確定這些點的曲線特征，并根據場地土層的實際特點進行屬性分析，保證微動資料的有效性。另外，層位不同、參照輔助圖件的重點也有所差異，根據實際工作經驗來看，針對風化巖面或者基巖面，主要應側重觀測其頻率H/V比值等值線圖，而針對軟弱性透鏡體則應以能量譜占比等值線圖作為分析重點，只有牢牢把握住了分析的重點對象，才有可能保證分析的準確度，才能更好地理解層位特征。同時，在微動勘察工作中可能會遇到一些比較特殊的地質結構，這些地質結構會造成波面傳播異常的情況，工作人員只需要對Vx剖面圖進行分析即可判斷出成因。

2.5風化殘留體探測

巖漿地區球狀風化是巖土勘察工作中十分常見的現象，但由于這類地質現象往往比較隱蔽，一些工作人員可能未能及時發現它，出現設計失準、數據誤差，甚至可能導致建筑物結構的嚴重質量，比較常見的質量問題有鉆孔施工難以進行、灌注樁斷裂、建筑物主體結構不均勻沉降、工程結構開裂等。具體問題分三個方面：第一，在工程施工涉及到預應力管樁的時候，壓樁動力已經達到設計的動力標準，但是樁基礎往往無法進入持力層，這樣一來在停止施加壓力的情況下，樁基礎底部將停留在孤石當中無法寸進，給后續施工帶來巨大的質量風險。第二，在灌注樁施工當中，球狀風化體將會導致鉆孔施工難以進行，出現鉆頭損耗、卡鉆問題的幾率比常規施工更大，這顯然不利于建筑工程的施工。第三，在建筑工程采取淺基礎結構時，球狀風化體本身的壓縮性與其他地質結構有較大差異，位于其上的建筑物必然會發生開裂及不均勻沉降問題，可能會使建筑物失去應有的使用價值。因此，工作人員務必要利用好微動勘探技術，對球狀風化體進行準確探測，根據球狀風化體和周邊正常巖土結構性質上的差異進行分析比對，找出異常體位置并查證確認。

參考文獻：

[1]賈慧濤，劉楊.微動勘探方法技術研究及其應用[J].安徽地質，2019

[2]李葉飛，智能微動勘探在地質調查中的應用探索[J].世界有色金屬，2019

作者一：姓名：查晨（1984.03～），性別：女，籍貫（安徽省廬江縣），單位：中國石油集團東方地球物理公司震源服務中心，職稱：助理工程師，學歷：大學本科（2002級工學學士），研究方向：人力資源管理。

作者二：姓名：張鵬天（1978.01～），性別：男，籍貫（甘肅省會寧縣），單位：中國石油集團東方地球物理公司震源服務中心，職稱：助理工程師，學歷：大專（函授），研究方向：工商管理。