物探技术在地质灾害勘查的应用研讨

物探技术在地质灾害勘查的应用研讨

长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)湖北武汉430074

摘要:随着科学技术的快速发展,我国地质勘查技术发展非常迅速。物探技术以其探测范围广、精度较高、无损等突出优势,在当前的地质灾害勘查以及防治中得到了广泛的应用。但由于其技术形式过于单一,导致在实际勘查过程中有着较大的局限性,无法达到预期效果,因此在实际地址灾害勘查过程中,往往需要在多种技术的共同作用下,对勘查区域进行勘查。

关键词:物探技术;地质灾害勘查;应用

引言

我国整体经济的快速发展使我国各行业有了更大的发展空间和发展机遇。近年来,物探技术被广泛应用于地质勘查中,并取得了理想的应用效果。

1工程物探技术原理分析

物探技术是通过地球物理原理,借助物理探索设备以及物理手段,对工程所处环境的物理场景进行测量。工程物探技术能实现对相应地质密度以及放射性的差异性分析,但据相关研究显示,单一应用某种物探技术进行地质勘查工作,无法保证勘查结果的科学性与准确性,因此多数地质勘查工作都会综合应用多种工程物探技术,以确保所获数据信息的准确性与全面性。在进行地质勘查时,综合利用多种工程物探技术,同时利用相关新型、精密电子设备有效捕捉各项地质信息,获得地质影像,并对地质影像数据做进一步分析,便能得出准确的关于地质结构结论。

2几种工程物探技术及应用分析

2.1浅层地震反射波法的应用

研究表明,使用不同的介质波可以获得不同程度的阻抗差异,也就是说,通过研究反射波变化情况能获得反射层变化层次。如反射波在传播过程中遇到相对较大介质时,会产生明显变化,工作人员在观察到反射波变化情况后,对已获得波幅展开精准分析与计算,最终能够确定反射波所在层次。当遇到特殊情况时,反射波变化频率会加快,仅靠工作人员无法完成信息采集与整理工作,这时需要借助专业设备及时收集与记录电磁波信息,避免造成信息遗漏。同时,在不同介质下,产生的反射波特征会有所不同,工作人员借助具体数据与图形,可判断出岩土当中的性质。

2.2瑞雷波法

瑞雷波是地震波的一种,它可以沿着地表的方向进行自由的传播,最终形成一个逆时针的椭圆轨迹,其长轴和短轴之比为3:2。利用其运动学理论特点就可以对滑坡等地质灾害进行勘查。一方面利用瑞雷波与地层的横波相近的速度特点,可以通过对瑞雷波的测量,掌握勘查区域岩土层的力学参数特点。另外一方面瑞雷波在传播过程中,对于分布不均匀的介质可能存在频散的现象,可以利用该特性,准确的从各种各样的波动信号中,准确的找到瑞雷波的信号。

2.3大地电磁测探法的应用

大地电磁测探法简称MTI,在应用这一方法时,需掌握以下几点:(1)大地电磁测探法是借助天然电磁场场源,通过观测不同频率电磁场的变化规律,研究分析地中电性结构,进而推断地层岩土特性的一种勘探技术。(2)地球内部电磁波具有趋肤效应,当电磁波在地下介质中传播时,会表现出高频成分衰减快、穿透深度较小等现象。(3)电磁波处于不同频率当中时,会表现出不同的电性信息,因此,当电磁波处于不同深度地质中时,会反映出不同深度的地质信息,相关工作人员通过信息数据变化就能获得地质信息,达到勘探目的。

2.4高密度电法勘探

高密度电法勘测技术,同时也被称作电阻率系统,是一种列阵勘探技术,是在直流电法基础上发展而来的,是在四极探测以及电剖面技术基础上产生的,其电场分布通岩体介质电阻率分布情况,有着直接的关系,通过电场的勘查,基本勘查出电阻率的基本分布情况,同时根据岩土介质电阻率的分布特点,分布地质结构情况,是地质灾害勘查中应用程度较大的物探技术。通过高密度电法进行检测时,需要同时安设多根电极,并在程控式多路转换器的作用下,选择电机组合方式并确定电极间隔,从而提升数据采集效率。如果电极通过ΔX进行组合时,可检测出电极距离a=NΔX,(并且依次取N=1,2,其中a是电极距;ΔX是最小电极距;N是隔离系数),并且每个极间距在固定装置中从左到右逐点移动,以完成数据采集。在同一极点位置检测电测深度,并一次性完成水平位置以及垂直位置的二维探测。根据电极分布以及排列特点,同时有多种形式安装技术,在本次地质灾害检测工作中,应用程度较高的温纳装置。在勘测过程中,AM=MN=NB=AB/3作为一个电极间距。这当中,A,B,M,N等多个点,逐步向右进行偏移操作,从而得出第一层的剖面线;随即AM,MN,NB等点之间的电极间距不断加大,随着A,B,M,N等点的向右偏移,得出另外一层的剖面线;通过不断的扫描,得出不同形式的梯形地质断面。

2.5雷达物探法的应用

雷达物探法具有操作简单、抗干扰性强等优点,但是雷达的探测深度、分辨率会受地下电磁波传输速度影响。现阶段,雷达物探法具有两种应用方法,一是剖面探测法,所谓的剖面探测法,指的是在勘查过程中,双天线雷达的发射天线、接受天线同时贴着沿线移动,形成全过程移动记录,获得移动图像,工作人员对移动图像进行分析,获得相应地质变化信息。二是宽脚探测法,在利用宽脚探测法进行工程勘查时,工作人员需要将双天线中的一个天线固定,另一个天线随着测线移动,在移动过程中会产生不同反射波,工作人员根据反射波的走势进行分析,形成对地质参数以及电磁波传播效率的准确计算。

2.6浅层地震影像法

该种方法是通过落锤或者敲击,产生地震波,对每一个测点地震波形的变化进行记录,从而借助相关资料和计算,对地下异常滑坡体进行确定的物探技术手段。其工作原理是:利用不同的岩石层具有的不同速度、密度特点,在地震波通过时,可能会发生不同程度的反射或者折射,利用仪器对地震波的传播时间和波形变化规律进行分析,从而掌握勘查区域的岩石的几何位置、性质及结构等。

2.7工程物探应用效果分析

较之传统的勘查技术,工程物探技术具有明显应用优势。首先,物探技术经济可行,应用成本低且效率高,能准确快速地完成地质勘查工作,勘查结果详细清楚,不会对勘查范围造成破坏,应用效果理想。其次,较之传统的钻探技术,工程物探技术主要是对地下的三维半空间的地球物理场进行测量,通过对物探数据的综合分析,可获得拟勘查场地三维空间的地质信息,为相关工作提供重要参考信息。如在工程施工中,通过工程地质勘查,对即将开工建设的地点当中存在的各种地质问题进行分析,可保障建筑工程的施工质量与安全性。在利用工程物探技术勘查地质信息时,需要注意以下几点:(1)工程地质勘查内容要包括建设区域的地形地势、地层结构、水文地质等多方面内容,广泛收集工程信息,掌握基本工程资料;(2)在获得基础信息后,根据具体工程环境、施工特点设计编写经济可行的勘查方案,可为后期的勘查工作奠定基础。

结语

总而言之,目前,工程物探技术日益完善,被广泛应用于地质勘查中,并取得了理想的效果,提高了地质勘查的准确性与科学性,提升了地质勘查水平。可以相信,在信息技术不断发展的背景下,工程物探技术在未来必有更为广阔的发展前景。

参考文献:

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