工程地质探测范文

时间:2023-12-11 18:21:24

工程地质探测

工程地质探测范文第1篇

区域地质概况

自然地理及气象线路位于埃塞俄比亚中部高原,西起亚的斯亚贝巴西南方向的Sebeta,向东经Akaki、Gelan、Dukem、BISHOFTU、Mojo、Adama、Welenchiti、Metehara、Awash、Asebot至Mieso,线路海拔从ADDIS的2300m逐渐下降到AWASH的860m再上升到MIESO的1480m。埃塞俄比亚境内多高原。虽地处热带,但由于纬度跨度和海拔高度差距较大,各地温度冷热不均。总的来说该国以热带草原气候为主,部分地区为高原山地气候,热带沙漠气候。总体来说,气候温和,6至9月为雨季,10至次年5月为旱季,3至5月是埃塞俄比亚最热的时期,最高会达到37℃的高温;每年11月至次年1月是埃塞俄比亚最凉爽的时期,高原地带甚至会出现0℃的低温;7至8月则是降雨最多的季节。首都亚的斯亚贝巴(平均海拔2450m)等高原地区气候凉爽,年平均温度为15℃;每年2—5月为小雨季,6—9月为大雨季,10—1月为旱季,高原地区年平均降雨量为1000~1500mm,低地和谷地为250~500mm。河流水文沿线地表水主要为沟水、沼泽水、AKAKI河河水、AWASH河河水及BESEKA湖湖水,全线除了AWASH河及AKAKI河以外基本没有常年有水的河流,但是当雨季到来时,沿线河水、沟水暴涨,经常淹没附近农田村舍,在位于WELENCHITI附近段落,每年雨季都会引发平原洪水,公路主干道经常被淹。雨季时节一般对铁路的勘察和施工都会造成很大影响,基本无法开展工作。地形地貌全线属埃塞高原台地、低山、浅丘地貌,地势开阔,分段地形起伏不大,道路稀少、交通不便,地形较好,一般相对高差数十米。沿线从地貌上可分为高原台地及浅丘区(起点~DK114+370)、低山及浅丘区(DK114+370~DK268+800)和浅丘区(DK268+800~终点)。高原台地及浅丘区(起点~DK114+370)线位穿行于高原台地与丘陵间,分段地形起伏不大,海拔高度在1500~2300m,相对高差近100m,由于季节性洪水常年累月的冲刷掏蚀,地表深切的干涸冲沟随处可见,有的深达十几米,Debrezeit附近(DK60~DK68)分布有沼泽和火山湖。低山及浅丘区(DK114+370~DK268+800)线位穿行于丘陵间,分段地形起伏不大,局部为低山河谷地貌,海拔为850~1650m,相对高差近100m,地表以浓密、带尖刺的灌木丛为主,沿线破火山口、火山锥及孤立浑圆堆积的火山角砾分布广泛。平原及浅丘区(DK268+800~终点)线路过Awash河之后,进入地形较为平坦的浅丘区,海拔为950~1500m,相对高差数十米,地表以浓密、带尖刺的灌木丛为主,地形稍有起伏。地层岩性全线地层覆土以黑棉土、粉质黏土、松软土及软土为主,厚度变化较大,软土一般不发育,黑棉土一般具中等~强膨胀性。下伏近代~现代(第三~第四系)玄武岩、火山熔岩、火山灰;玄武岩、凝灰岩等火成岩厚度变化较大,与黏土、火山灰、火山角砾交替产出。地震由于埃塞俄比亚国内没有做详细的地震专题研究,基础地震动参数区划资料相当匮乏,因此无法得出准确、权威及可靠的地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期等地震参数。此项专题工作的重要性和必要性在可研工作开展之前我们已经向业主书面提了出来,我们也已书面建议业主做全线的火山地震专题研究,用于抗震设计工作。

工程地质勘察方法

地质测绘工程地质测绘紧密结合工程设置,采用远观近察、由面到点、点面结合的工作方法,合理、有效地布置工程物探、勘探、测试工作,为线路方案比选、工程建设场地的工程地质评价和工程设计提供了真实、准确的地质资料。工程地质调绘包括下列内容:(1)地形、地貌形态的成因和发育特征及其与岩性、构造等地质因素的关系,划分沿线地层单元;(2)地层层序、成因、时代、厚度、岩土名称、胶结物,以及岩石破碎程度和深度等;(3)岩层产状、接触关系、节理、裂隙等的发育情况,断裂和褶皱等的位置、走向、产状等形态特征和力学性质,断裂类型、活动程度及破碎带范围、富水情况,新构造运动的痕迹、特点;(4)通过含水地层岩性、富水(或储水)构造、裂隙、水系和地下水埋深及井泉的调查,查明水文地质条件(补给、径流、排泄条件、地下水类型、水位及变化幅度情况等);(5)大量抽取地下水引起的地面沉降、地下水水质的变化、地面塌陷、地裂缝等情况;(6)不良地质的性质、范围及其发生、发展和分布规律,特殊岩土的类型、性质、分布范围及危害程度等;(7)岩、土成分及其密实程度、含水情况、物理力学性质,膨胀土、软土等的物理、化学性质,划分岩土施工工程分级。工程物探全线主要为路基工程,隧道浅埋,适合物探。在物探基础上,验证性的控制钻探,可以有效地查清岩土层结构,节省钻探工作量。代表性的标贯和动探可以有效地取得覆土的力学指标,与取样试验较好地对照分析,合理选取设计参数。采用物探手段进行勘察,应遵循下列原则:(1)对全线重点地段,进行地震波法、电法测试,以划分岩、土层。(2)对全线车站做土壤电阻率、控制性的大地导电率测试,以满足牵引变电、牵引供电及接触网等专业的设计需要。(3)在对重大桥梁工程,应做岩、土波速测试(含纵、横波波速),结合室内岩块测试资料,计算岩体完整性系数、划分地基土类型、场地类别、岩层风化带、隧道围岩分级、弹性模量、泊松比,绘制Vp-H曲线。(4)如疑遇以下现象,可视情况选用物探作为勘察的辅助手段:地质层突变、不良地质(含软弱地层)、区域断裂、风化深槽等。考虑到本次物探工作范围大,勘探深度大,地形地质条件复杂、异国工作各方面协调难度较大、工期短、工点多、任务重、交通不便、社会治安差等特点,通过对地震反射波法、地震折射波法、直流电法、交流电法、瑞雷面波法、磁法等众多物探方法的比较,选择了对纵、横向分辨率均较高的对称四极直流电测深法为主要勘探方法,配合垂向勘探深度较准确的地震折射波法为辅进行综合勘探,以对称四极直流电测深法确定覆盖层底界面的起伏形态,用地震折射波法校正覆盖层底界面的深度位置。勘探采用的勘探方法包括挖探与钻探,在现有地质调绘的基础上,按地质单元的复杂程度结合具体铁路工程情况来综合确定勘探方案。一般路基段,在工程物探的基础上,合理布置挖探或钻探。桥梁工程,地质条件简单,构造不发育、地层稳定时,结合地形复杂程度及工程物探剖面,特大桥一般布置1~2个钻孔,如大跨、主墩或地质复杂时可适当加密。埃塞俄比亚当地勘察力量有限,从目前了解的情况看,中国公司在当地有工程浅孔钻机10~15台,本地钻机20~30台。每个公司钻机数量均较少,最多的一家仅13台钻机,一般只有2~6台钻机。且多数钻机较为陈旧,在可研阶段,充分利用了当地钻机,效果一般;定测阶段,投入了中铁二院海运到埃塞的国内钻机和熟练工人,效果良好。原位测试原位测试主要以标准贯入试验、静力触探试验和动力触探试验为主,以确定岩土层基本承载力为目的,视地层条件和工程需要,主要与钻孔配合,在钻孔内进行标准贯入试验和动力触探试验。标准贯入试验主要针对全线黏性土的塑性状态及砂类土的密实程度,确定土层力学指标,仅在部分钻孔中进行了。静力触探主要针对表层的黑棉土进行布置,用于确定黑棉土的力学指标。室内试验埃塞俄比亚国内较大的土工试验室仅3家,设备简陋,只能做一部分常规试验,且多为房建服务,采用操作规范不统一,因此,我们在埃塞俄比亚建立了自已的试验室。

具体工点勘察实例

本实例以SEBETA车站(里程范围DK0+000~DK1+800)工程地质勘察工作为例,其工程地质纵断面(图略)经过先前地质测绘,该车站地形平坦,无基岩,为查明覆土层分层、厚度及物理力学指标,需要运用综合勘察手段。在未有任何勘探资料可利用之前,为了确定车站整个覆盖土层的厚度,同时为了节约钻探工作量、省工期,布置物探电阻率法及地震波法以查明土石分界线,由于在埃塞无可利用的各土层视电阻率及地震纵波速度经验数据,采用了物探范围内布置个别钻探孔查明准确的土石分界线来对物探结果进行修正的方法,确保了物探资料的可靠性,且获取了各土层视电阻率及地震纵波速度的可靠经验参数:覆盖层和基岩全风化层视电阻率极低,一般小于13Ω•m,地震纵波速度小于2000m/s;强风化至弱风化基岩视电阻率一般大于10Ω•m,地震纵波速度大于2000m/s。由于覆盖土和基岩全风化层(呈土状)电阻率及地震纵波速度差异极小,且其岩土工程特性接近,故将其作为一个物理综合层(覆盖层)进行勘探。以上物探方法所获得的经验数据,在其他工程勘察工作的运用如路堑挖方工程、桥梁工程中起到了很好的效果,节约了大量的钻探工作量。为了场地土层分类的划分,并获取各土层的物理力学指标,辅助以适量的钻探工作及原位测试工作。以钻探工作中标贯试验来获取土层的塑性状态、承载力等指标;以孔内取样及室内试验来获取土层准确的密度、液塑限、含水率、自由膨胀率、孔隙比、有机质含量、凝聚力、内摩擦角、压缩模量等物理力学指标;以静力触探试验查明土层分层、承载力、压缩模量等指标。最终综合各方法得出的数据加以分析,提出可靠的工程勘察数据。最终该工点在无任何资料可利用的情况下,采取了地质调绘、物探、钻探、静探、标贯、取样、室内试验等综合勘察方法,节约了以往国内铁路勘察需要的大量钻探量,节省了时间、人力、物力和财力,并且查明了各工程地质条件,提供了客观可靠的工程勘察数据。

结论

工程地质探测范文第2篇

关键词:岩溶地质;勘察;探测技术

Abstract: the karst rock to soluble, especially of carbonate rock (such as limestone, gypsum, etc), containing carbon dioxide by the running water dissolution, sometimes to deposition and the formation of the landscape. Often a peculiar shape, a cave, a Clint, stone ditch, stone forest, cave, underground river also have cliffs. Not only can lead to significant karst geological disasters happen, if the ground subsidence, landslides and so on, also to the project construction itself brings about many adverse effects, especially concealed karst existence, more harmful. Therefore, in the karst area for engineering construction, how to scientifically and effectively to the influence of the karst hazards and reasonable evaluation is very important. This paper, from the southwest common karst geological tries to explore the karst area engineering geology prospecting method and detection technology, refers for the colleague.

Keywords: karst geological; Reconnaissance; Detection technology

中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:

一、岩溶地质的形成

岩溶(又称喀斯特),是指流水对可溶岩石(碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物盐岩等)进行以化学溶蚀作用为主要特征(包括水的机械侵蚀以及物质的运移与再沉淀) 的综合地质作用,以及由此产生的各种现象的总称。岩溶在我国特别是西南地区发育较为普遍,它可能导致水源漏失、地面塌陷、岩溶渗漏、山体崩塌、滑坡、矿坑突水突泥、地裂等不良地质现象。

溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙(CaCO3),在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步扩大。在自然界,溶有二氧化碳的雨水,会使石灰石构成的岩层部分溶解,使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型,所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。

二、岩溶勘察的要求

拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影晌的岩溶时,应进行岩溶勘察。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行,

并应符合下列要求:

1、可行性研究勘察应查明岩溶、洞隙的发育条件,并对其危害程度和发展趋势作出判断,对场地的稳定性和工程建设的适宜性做出初步评价;

2、初步勘察应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律,并按场地的稳定性和适宜性进行分区。

3、详细勘察应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆填物性状和地下水特征,对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。

4、施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时,尚应进行专门的桩基勘察。

三、岩溶工程地质合理的勘察方法及探测技术

在岩溶地区,岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术,目前国内主要采用以下方法或手段。

1、工程地质调查与测绘:包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查,能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点,并据此进一步进行工程地质勘探工作,该方法简单,方便实用,能获得直观的野外工程地质基础资料。

2、地球物理勘探:适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测,除了电阻率(电剖面和电测深)法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外,80年代以后发展起来的探地雷达GPR(地质雷达)、层析成像(CT)技术等在岩溶工程地质勘察中也得到了广泛的应用,尤其是在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形态和充填情况时,发挥了很大的作用。针对岩溶塌陷的形成机理复杂,其发生具有突发性和隐蔽性,采用监测地面沉降、地面和房屋开裂的方法来监测塌陷,效果并不好,而采用地质雷达等直接监测和岩溶管道系统中水(气)压力的动态变化传感器自动监测的间接监测技术来监测塌陷则能取得较好的效果。在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面,地球物理勘探是最理想的方法之一,但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。

3、遥感技术:地球资源卫星遥感(MSS、TM、SPOT)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等在70年代引进我国以后,具有调查面积大,重复性好等特点,对于研究岩溶地貌形态、岩溶层组划分、地质构造等都能取得较好的效果,被广泛应用于岩溶地区的工程地质勘察工作,该技术一般用于大型工程选址,而一般的工业与民用建筑用得不多。

工程地质探测范文第3篇

关键词:隧道;地质病害;高密度电阻率法

Abstract: song music for tunnel LiuPanshui to Zhanyi new second line control engineering, tunnel buried depth, engineering geology condition is complex, in the process of construction of geological diseases occur frequently, in order to forecast the construction excavation surrounding rock before party hydrological engineering geological conditions, the surface along the tunnel axis using long arrangement, high power supply high-density electrical method system for the resistivity imaging detection, detection results play a advanced prediction purpose, guide the construction unit to advance scientific and reasonable preventive measures, reduce the collapse, water gushing and other projects the occurrence of diseases.

Keywords: tunnel; Geological diseases; High density resistivity method

中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

一、引言

随着我国大规模铁路建设工程的展开,特别是云南省铁路建设的飞速发展,对工程的安全质量要求越来越高,由于云南省多山,构造地质条件复杂,在隧道施工中涌水、突泥、塌方、冒顶等地质病害发生频繁,准确地进行隧道施工开挖面前方地质信息的预报和病害诊断,是工程物探目前面临的主要任务之一。

电阻率法是一种传统的地球物理勘探方法,其应用范围很广,如今已从早期的寻找多金属硫化矿床,逐步发展到寻找地下水、地热、石油天然气、考古、工程地质勘查和进行地下水污染调查等诸多领域,测量方式也由沿测线不断移动的逐点观测发展到整条剖面布设几十根乃至几百根电极,由计算机控制仪器和电缆上的电极转换开关进行探测,可实时显示视电阻率断面图像,实现了自动化。

二、工程概况

歌乐隧道为六沾二线控制性工程,设计为双线隧道,旅客列车行车速度160km/h并通行双层集装箱。轨道类型为重型,铺设碎石道床。隧道起止里程为DK401+546~DK406+130,全长4584m,最大埋深约144m。隧道进出口附近有便道通公路,交通条件一般。

隧址区位于云贵高原中部,属剥蚀、溶蚀残丘地貌,地面高程为2050~2235m,相对高差100~200m,自然横坡15~40°,地表植被发育。基岩零星出露,局部缓坡地带垦为旱地。隧道地表沟槽分布较多,且多条沟中均有流水。隧址上覆第四系全新统坡洪积(Q4dl+pl)和坡残积层(Q4dl+el)的软土、粘土、砾砂土、粗角砾土等;下伏基岩为二迭系上统峨眉山玄武岩组(P2β)、下统茅口组灰岩(P1m)。

由于歌乐隧道隧址区域地质条件复杂,地层多变、地下水丰富,当隧道进口、出口在刚刚进洞时发生了不同程度的坍方、冒顶,在明洞进洞100米左右发生了较大的初支开裂、大变形。

三、工作方法及其基本原理

3.1 探测目的和方法

歌乐隧道的坍方、初支变形严重影响了施工安全和工程进度,为了预报尚未开挖段围岩水文工程地质条件,正确指导隧道施工,有必要对设计隧道进行物探和补充地质调查工作,查明未开挖段隧道围岩的水文工程地质情况。由于歌乐隧道地形地表条件差,为查明DK401+546~DK406+130段地质及水文情况,采用高密度电阻率成像方法、地质雷达、TSP203及超前水平钻探的方法进行探测,下面重点介绍一下高密度电阻率成像方法。

3.2基本工作原理

高密度视电阻率法(图1)是一种阵列勘探方法,也称自动视电阻率系统,是直流电法的发展,其功能相当于四极测深与电剖面法的结合。

图1高密度电法工作系统示意图

通过电极向地下供电形成人工电场,其电场的分布与地下岩土介质的电阻率ρ的分布密切相关,通过对地表不同部位人工电场的测量,了解地下介质视电阻率ρs的分布,根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。该方法对围岩的含水情况特别敏感,围岩破碎含水,其视电阻率明显降低,完整、坚硬岩土的视电阻率明显高于断层带或破碎带和富水带围岩的视电阻率。这种方法原理清晰,图像直观,是一种分辨率较高的物探方法。近年来随着计算机数据采集技术的改进,使勘探效率大大提高,增大了剖面的覆盖面积和探测深度,在强干扰的环境下也能取得可靠数据,大大地提高了信噪比,可准确地探测地质体。该方法在工程与水文地质勘探和矿产、水利资源勘查中有着广泛而成功的应用。

高密度电法测量选用的是工程勘察中最常用的温纳装置(图2)。测量时,AM=MN=NB=AB/3为一个电极间距,探测深度为AB/3,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到第一层剖面线;接着AM、MN、NB增大一个电极间距, A、B、M、N 逐点同时向右移动,得到另一层剖面数据;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。

图2温纳装置断面扫描示意图

3.3 工作布置

根据线路位置和地形条件,结合本次探测的任务和目的,沿线路方向,在隧道轴线正上方的地表布置一条电法探测剖面,共计1个剖面。采用6m极距,采集30层,测深180m,测线总长4584m,测点850个。

四、探测成果

4.1 探测结果

图3为歌乐隧道DK405+070~+500段视电阻率分布图像,是经过地形校正后去掉地形变化影响的视电阻率断面图。图4为歌乐隧道DK405+070~+500段工程地质剖面图。视电阻率分布图反映的隧道区域地质特征与原地勘资料和钻探资料有很好的一致性,同时又增加了新的地质内容。从视电阻率分布图像可以看到,隧道区域沿线路方向围岩的上部至浅层地表附近视电阻率在160Ω・m以上,且视电阻率分布较为均匀;中部视电阻率基本在120Ω・m以下,局部低于60Ω・m,视电阻率分布相对均匀;下部视电阻率在120Ω・m以上。隧道轴线大部分穿越中部低阻区,为地下水富集段,该段隧道穿越地层为二叠系上统峨眉山玄武岩和下统茅口组灰岩,DK405+070~DK405+310段玄武岩岩体节理裂隙很发育,富含大量裂隙水,岩体破碎,稳定性差,施工时可能出现较大坍塌或涌水;DK405+355~DK405+550段为玄武岩与灰岩不整合接触带,富含大量裂隙水,玄武岩组节理裂隙很发育,岩体破碎,稳定性差,灰岩组可能发育岩溶裂隙或溶洞,并由粘土或水充填,稳定性差,在开挖掘进时易发生较大的塌方或涌水。

图3歌乐隧道DK405+070~+500段高密度电法视电阻率成像图

根据电法勘察和地质调查,隧址区玄武岩组节理裂隙发育,地下水丰富,灰岩组存在岩溶发育区,岩溶受构造和地层控制,地表岩溶裂隙、溶槽发育,主要分布在灰岩与玄武岩交界部位,岩溶沿构造带发育,产状与区域构造一致。

图4歌乐隧道DK405+070~+500段工程地质剖面图

4.2 开挖揭示情况

隧道出口端施工至DK405+373段时洞顶渗水量较大,洞身初期支护发生变形,经对洞身进行收敛量测后发现最大变形量达150cm,洞顶沉降量达150cm。对隧道出口掌子面进行了封闭,对初支进行了换拱,并施作Φ108大管棚通过,对DK405+373~DK405+400段进行注浆加固处理,并结合高密度电法的预报对未开挖段实行短进尺、弱爆破、强支护,二衬紧跟,防止发生大的变形、坍方。

该隧道目前已贯通,由于电阻率成像探测成果成功地预报了不良地质段的准确位置,科学地指导了施工,使施工单位提前掌握信息,采取了合理的预防措施,避免了隧道塌方事故的发生。电阻率成像探测成果中不良地质段在已施工段开挖结果得到验证,证明了其探测成果的可靠性,由于受隧道埋深的影响,预报的不良地质段的位置有2~5m的误差,有待于以后做进一步的工作,提高其定量解释的精度。

五、结束语

高密度电阻率法具有数据采集量大,分辨率高的特点,近年来随着计算机数据采集技术的发展和改进,使其探测效率大大提高,并增大了剖面的覆盖面积和探测深度,在强干扰的环境下也能取得可靠数据,明显地提高了信噪比,可准确地探测地质体及其结构分布。但其测量为自发、自收方式,随着探测深度的增大,其精度和分辨能力则必然降低。为适应工程要求,需要一种探测精度和分辨能力更高的电阻率探测方法。国内外已利用地面一孔中电阻率层析测量法开展了对金属矿床、水坝及地下水污染勘查、隧道病害探测等方面的研究,仿照医学CT扫描的方法,从空间不同方位对地下介质进行供电与接收,多角度、近距离地对地下电性结构进行探测的电阻率层析成像法已成了电阻率法观测技术的发展趋势。

参考文献:

[1]《歌乐隧道施工设计图》(中铁二院工程有限公司)

[2]《高密度电阻率法在工程勘察中的应用》(李富、刘树才、曹军)

工程地质探测范文第4篇

关键词:工程地质调绘;遥感技术;应用

近年来,随着遥感技术的快速发展,在工程地质调绘中的应用也越来越成熟,遥感技术的应用极大改变了工程地质调绘的探测方式,特别是对于一些地形较为复杂的工程地质调绘来说,遥感技术的应用克服了许多探测难题。基于遥感技术的众多优势,遥感技术在工程地质调绘中已经得到了普遍性的应用。

一、遥感技术概述

遥感技术是一种从卫星、飞机、热气球等飞行器上获取电磁辐射信息,依据信息进行地质条件、资源条件、环境等方面判断的技术手段。遥感技术最早起源于上世纪60年代,在一些航空器上架设摄影、摄像设备进行拍摄,这是遥感技术发展初期的雏形。随着遥感技术的发展,在航空器上架设遥感器,通过遥感器探测地面物质的电磁辐射信息来形成一种综合的信息反馈,并且最终成像。利用遥感技术在工程地质调绘中进行探测,能够通过这种遥感成像更加全面的分析地质面貌和信息,而且由于任何物体都具有电磁辐射特征,利用遥感技术进行探测也能获得更佳准确的探测信息[1]。同时,在遥感技术中还通常利用可见光、红外线等进行探测,针对不同的地质条件和探测需要,选择不同的遥感探测技术。

二、遥感系统组成

遥感系统一般由遥感平台、信息传输设备、遥感器、图像处理装置等设备组成,遥感器是遥感系统中的主要组成设备,根据不同的探测需要,可以采取不同的遥感器。遥感器有微波辐射、多光谱扫描仪、雷达、摄影摄像设备等不同的技术类型,成像类型也不尽相同。在遥感器对地面物体进行探测后将信息传输给图像处理设备进行进一步的技术处理,图像处理设备对各种信息进行汇总处理后形成图像反映给判释人员。由此可见,在遥感系统中,遥感器以及遥感平台是关键组成部分,无论是基于何种技术的遥感技术,其核心设备都是遥感器,遥感器的技术水平也直接决定着最终的成像质量以及探测质量。

三、遥感技术在工程地质调绘中的应用优势

1.探测范围大

较传工程地质调绘探测方法来说,遥感技术的首要优势便在于其探测范围大,由于遥感器材是安装在航空器上的,航空飞机通常飞行高度在10km左右,极大扩大了这种地面探测范围,而卫星遥感技术的探测范围就更大[2]。扩大了探测范围就能有效保证探测的全面性,在传统工程地质调绘中,由于技术条件所限,很难全面的进行地质分析,特别是对于地质面貌的全面了解。而利用遥感技术进行工程地质调绘,则能非常全面的形成全面地质面貌分析,同时利用不同的探测技术,详细了解地质构成。因而可以看出,在工程地质调绘中应用遥感技术,有利于掌握地质区域的全局信息,形成全面了解。

2.获取信息多

在遥感技术中,通过不同的技术手段,如摄影摄像、电磁辐射、红外线等形成不同的地质信息,从而能够获取更大的信息量,有助于后续的地质调绘。特别是对于一些肉眼不可见的信息,如红外信息、微波信息、紫外线信息等等,利用一些特殊的遥感设备进行探测能够获得关于地质的各方面信息。这一点是传统工程地质调绘手段中无法实现的,在传统工程地质调绘中,只能通过物探等一些方法分析地质结构组成,而这种方法不但费时费力,也不能形成全面的分析地质结构组成。

3.探测速度快

利用遥感技术,能够快速的完成工程地质调绘工作,在工程地质调绘中,通常一周甚至几天就能够完成基本的探测工作,探测效率较传统工程地质调绘方法来说大大提高。同时,在探测过程中,如果遇到地质条件较为负责的情况,如山川险峻难以实地探测,那么就会大大降低探测速度。而遥感技术的应用就解决了这一问题,遥感技术能够克服这些地质条件,不受地质环境的阻碍影响,这就提高了探测速度。

四、遥感技术在工程地质调绘中的应用策略

1.制定合理的工程地质调绘方案

制定关于遥感探测工程地质调绘方案的主要意义便在于对遥感技术进行更加有效的利用,特别是对于地质条件较为复杂的环境进行探测时,应当针对工程地质调绘需求合理安排相应的遥感技术应用方案,合理运用遥感技术,同时也应当充分利用遥感技术的优势,缩短调绘周期,提高调绘质量[3]。

2.选择适宜的遥感平台

针对不同的工程地质调绘需求,应当选择适宜的遥感平台,也就是对于航空航天器材的选择,如飞机、热气球、卫星等等,不同的遥感平台所产生的探测效果是不同的,这就需要在遥感平台选择中要尽量符合工程地质调绘的具体需求。同时,遥感平台的选择也涉及到工程质地调绘效率和成本问题,在遥感技术应用中,也应当充分考虑这一方面。遥感技术的应用范围很广,就在工程地质调绘中的应用来说,可供选择的遥感平台也有很多,各种遥感平台的优势、劣势也不尽相同。

3.充分利用各种遥感技术手段

在工程地质调绘中,应当尽可能全面的对地质条件进行分析,这就要求充分利用各种遥感技术手段,如可见光成像、电磁辐射成像、红外成像等等,这有利于在工程地质调绘中获取更多的地质信息。在利用遥感技术手段中,也应当针对工程地质调绘的具体要求,如果需要分析地质内部结构组成的,则需要选择多种遥感技术手段,如果仅仅需要了解周围地质面貌,那么利用可见光进行遥感成像就能够满足需求。

结论

遥感技术在工程地质调绘应用中有着诸多优势,如探测范围大、获取信息多、探测速度快等,遥感技术在工程地质调绘中应用的快速发展也正是基于这些优势。针对遥感技术的优势以及技术特点,其在工程地质调绘的应用中应当采取一些适当的策略,制定出完善、科学的工程地质调绘方案,充分利用各种遥感技术手段,选择适宜的遥感平台,以达到更好的应用效果。

参考文献

[1]张晓绥,崔红兵,魏清. 遥感技术在公路工可研阶段工程地质调绘中的应用[J]. 内蒙古公路与运输,2005,02:29-31.

[2]王晓峰,陈刚,史忠毓. 遥感技术在公路调绘中的应用[J]. 中国水运(下半月),2008,05:194-196.

工程地质探测范文第5篇

【关键词】物探方法;工程地质;勘查;应用;探讨

引言

伴随着改革开放的到来,我国的经济获得了前所未有的长足发展,所以我国的经济呈现出飞速发展的状态,然而,工程地质勘查在我国当前的经济建设过程中发挥了十分重要且不可忽略的作用,工程地质勘查也对我国的能源资源的发展建设有着不言而喻的作用,特别是在当前比较关注的城市地下工程的建设领域中,工程地质勘查起到了不可替代的关键性作用。然而在当前的工程地质勘查中,由于科学技术的不断发展,我国的地质勘查技术以及相关的的地质勘查理论和与之配套的地质勘查设备都获得了不同程度的进步更新,并且还在不断的进行创新当中,新的地质勘查技术、理论与方法将会层出不穷。物探方法作为当前地质勘查工作中应用最为广泛的技术和手段,伴随着物探方法在地质勘查中的不断实践,我国的工程勘查的水平也得到了进一步的提升。本文将会通过分析工程地质勘查中的物探方法的实际应用,分析物探方法的具体技术和相关理论,来探讨我国物探方法的发展事宜。

一、工程地质勘查中物探方法的含义

(一)物探方法的概念

工程地质勘查工作能够有效地为现代化工程建设提供有力的保障,是工程建设高效完成的有力保障,因此,工程地质勘查中物探方法是当前的建设中是适用最为广泛的一种地质探测方法。物理地质探测手段指的是运用地球底层以及周边存在的物理场展开一系列的探测工作,其中,物理常识是在物理作用的物质空间下形成的。地球物理探测技术是物探技术的全称,在具体的工程地质勘查工作中,物探技术是运用专业的技术以及与之相配套的专业设备对地球的无立场的变化进行勘察,然后收集数据,进而整理数据、分析数据,为后续的工程建设提供有效地数据支持。

(二)物探方法的原理

物探技术是一项运用专业的探测设备对地球表层地质分布情况进行探测分析的光谱电磁技术。地球物理是物探方法的主要针对对象。具体方法是事先安放测线L,之后运用探地雷达发射高频宽带电磁波,然后由专门的接收装置进行接受,后续对收集到的信息进行分析和整合,以此来了解地质具体状况。

(三)物探方法的特征

目前的物探方法具有十分稳定的特点,能够为实际的工程地质勘查带来十分可观的经济效益,此外物探方法还具有收集到的信息可靠、探测的范围广泛、适用范围广等优良特点。在物探方法中有地震法和磁场法两种探测技术,这两种技术能够十分轻松的避开相关电场、磁场等物理干扰,应用的环境十分广泛,即便是在比较不理想的探测环境下也能够获得比较可靠精准的数据,为后续的工程地质勘查工作提供有力的保障。在实际应用中,物探方法能够探测的地质浅层范围十分广泛,并且它还具有探测速度快、探测信息精准可靠等优良特点。

二、在工程地质勘查中物探方法的应用方法

(一)大地电磁探测

所谓的大地电磁探测四肢运用天然的交变电磁场作为场源,进行地质探测的一种新兴技术。它的主要特点是能够对分布较深的地质进行探测,并且效果十分良好。此外,大地电磁探测技术还能够摆脱高阻层的屏蔽作用,具有相对较高的良导介质分辨能力,其设备轻便,故应用的场所十分广泛,经济效益十分理想。所以,这种探测技术被广泛的应用到地震预测、地热田的勘查以及石油的勘查工作中,应用十分广泛。

(二)连续电导率剖面测量系统

连续电导率剖面测量系统指的是应对探测信号不足、必须进行人工后期补充的一种勘查技术系统。它的主要特点是能够连续的补充电导率,能够有效地提升电阻的分辨率,确保勘查结果的精准度和可靠度。

(三)航空地面甚低频电磁技术

航空地面甚低频电磁技术是上世纪末期有国外发明并引进的一项比较高端的勘查技术,它的工作原理是根据良导层的断裂、破碎以及腐蚀带圈定方向,运用低电阻率在岩脉和矿脉之间进行追踪补偿寻找。这种地质探测技术能够有效地探测出矿物质结构,还能够有效的圈定地质矿化范围。航空地面甚低频电磁技术的主要优点是其探测设备十分轻盈,能够适用于大部分环境,其收集到资料的速度十分迅速,观测的方法也相对简便,但是航空地面甚低频电磁技术在接受相对较弱的异常信息变化时的效果不是很好。因此,这种探测方法主要适用于浅覆盖区以及剖面的地质勘查工作当中。

(四)瞬间变化电磁场探测技术

瞬间变化探测技术主要依靠的是电磁场的感应原理,通过运用专业的仪器设备对电磁场的变化进行感应,然后对一起显示的涡流场进行分析,以便分析目标地质的地质特点和相关结构,分析相应的空间形态。

以上不同的探测方法根据其自身的特点以及具体的探测要求,都有着不同的适用范围,十分灵活多变。因此,在具体的物探工作中,根据每项工作的具体要求,采用不同的物探方法,以便提升工程勘查工作的效率和经济效益。

结语

根据以上介绍,不难看出,在工程地质勘查中物探方法的发展,是与相关的科学技术的发展、设备的更新有着密不可分的关系,此外,还需要物探方面的技术人员的不断资料收集与分析作为保障。在当今快速发展的社会形态下,物探技术在不断的实际应用中将会获得更加飞速的发展。

参考文献

[1]高云升. 物探方法在工程地质勘查中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,14:56.

[2]蒋永生. 物探方法在工程地质勘查中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,13:71.

[3]吴广宇,张旭. 工程地质勘查中物探方法的应用[J]. 河南科技,2014,09:55.

[4]宋云盛. 物探技术在工程地质中的应用研究[J]. 经营管理者,2014,20:391.

[5]范维强,李君源. 物探与钻探方法相结合在工程地质勘查中的应用[J]. 西部探矿工程,2005,S1:165-166.

工程地质探测范文第6篇

[关键词]物探方法;工程地质勘察;应用

中图分类号:P642;P631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0213-01

随着我国社会经济的不断发展,工程地质勘察工作越来越受到一线工作者和各国专家的重视。科学技术的进步也推动了工程地质勘察技术的发展,许多新的勘察方法逐渐应用到了现代的工程地质勘察过程中,极大的提高了我国工程地质勘察的水平和效率。所以,研究物探方法对于提升我国经济发展水平以及促进工程地质勘察有着非常重要的意义。

一、工程地质勘察

1、工程地质勘察的前期准备

建筑工程建设前,需全面考虑拟建区一系列地质问题,如地基选择、周边地质情况、后续安全防护等,并且需要提供详尽的工程地质资料,以利于科学合理的规划、设计工程施工方案[1]。为保证工程地质勘察资料的科学性、实用性、合理性,在工程地质勘察中,必须做好以下任务,即:(1)概查全工区,以掌握地面地质资料、地质构造形成过程等地质情况,通过分析有利和不利因素,择优选择建筑拟建场地,并根据所选场地地质条件,科学合理的规划建筑,从而有效减少施工难度、工期、建筑成本等。(2)选定建筑拟建场地后,进行详细的地质勘察,并结合建筑物规模、类型、结构、施工方法等,制定科学合理的施工方案,方案内容需包括解决不良地质可能造成影响的措施。(3)建筑物的建设,在一定程度上会影响拟建场地和周围地质环境,例如可能会导致地面塌陷。所以,未来确保工程施工安全、经济,必须详尽的预测施工时和施工后地质条件改变,并制定出有效的应对措施。

2、物探方法研究概述

物探是地球物理勘探的简称,可为资源开发与环境保护提供借鉴。随着科学技术的快速发展,物探方法取得了巨大突破,并逐渐广泛的应用于工程地质勘察,在一定程度上促进了我国经济发展。钻探取土、双桥静力触探等是传统工程地质勘察的主要方法,这些方法虽然在一定程度上促进了各个领域的发展,但若采用一种勘察方法,无法满足工程地质勘察需求,且作用有限,需结合多种勘察方法,以提高勘察质量。近年来,我国工程建设水平不断提高,对地质勘察要求也越来越高。作为工程建设的重要环节,工程地质勘察对工程质量具有直接的影响作用,所有必须结合物探和地质工作,切实提高工程地质勘察质量和效率[2]。一般情况下,以往通过研究分析地质资料勘察工程地质,缺乏准确的工程地质深层次资料,为确保勘察质量,并在一定程度上提高工程地质勘察水平,需采用诸多精密仪器进行勘察。

3、工程物探勘察特点

地质条件多变会引起物理场变化,如电场、地震波场、重力场、磁场等,采用电法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法,可有效探测工程地质存在的问题,原因在于物探方法具有高效、准确、信息丰富、应用灵活等优点。在工程地质勘察中,物探方法的特点如下:(1)探测深度浅。在工程设计探测中,通常在浅层发生地质问题,而物探方法的探测深度也在一定范围内,即几米至几十米,最深不超过百米,因此探测深度浅。(2)探测精度高。一般情况下,工程建设单位要求物探方法精度高,探测深度和地表位置不能存在较大误差,需将误差控制在厘米以内。(3)施工场地要求低。物探方法主要的工作内容是勘察工程地质,以及分析地质资料,这些工作通常需在几天至十几天内完成,而分析工程危险程度,则需在一天以内得出探测结果。

二、常用的物探方法

1.电法勘探

电法勘探一般需要对观测点的深度以及电阻率的变化,进而分析出岩层存在的各种规律,大都运用在岩层较厚的勘测活动中。很多城市开始运用了密度较高的电阻率法,该种方法能够对地质结构进行紧密分析,但是,电法勘探能够通过电极装置勘测到很多岩石分布的规律,分析岩层是否出现轻微倾斜。结合供电电极间存在的距离差异,能够勘测出程度不同的岩层,利用不同的电阻率,还能够深入了解岩层的实际分布状况。在现代地质勘察过程中,电法勘探已经取得了较为显著的效果,在工程建设过程中,随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中产生的作用更加明显。

2.地震勘探

地震勘探一般有两种不同的方法,分别是折射波法和反射波法,其原理就是通过对折射波和反射波的时间场沿侧线方向的实际时空分布规律,明确折射面、反射面的深度与地址构造的性质、形态等[3]。利用地下介质的密度以及弹性差异,根据地震波的响应,推断出地下岩层的性质以及形态。与另外的物探方法相比较,地震勘探精度相对较高,温度达到十米、万米,解释成果较为单一,需要更高的成本。在覆盖层探测过程中,浅层折射波法具有较为显著的有数,能够勘探出隐伏的空洞以及构造,从而取得更加显著的应用效果,但是,这种方法很容易受到施工场地各种因素的限制。随着计算机信息技术的不断发展,地质勘探分析率也开始不断提升,对于地下构造的研究产生较为显著的效果。

3.重力勘探

重力勘探作为现代物探法的一种,主要是指根据矿体间以及岩体间存在的密度差异,通过地表变化来勘察地质。这种勘探方法将牛顿万有引力作为研究基础,具有精度高、干扰小等特点,只要勘探地质体以及与四周的岩体密度差异,就需要利用精密仪器的重力异常,例如扭秤以及重力仪。重力勘探在现代工程地质勘察中运用较为普遍,并取得了显著的勘察效果,结合其他物探资料和拟建区地质的资料,有效推断出覆盖层的地质构造以及矿体性质,为工程建设提供更多的资料以及信息。为了保证勘察效果达到准确性和科学性的要求,在对这种方法进行运用过程中,还要对拟建区的地形、天气以及振动状况进行考虑。

结语

在实地的地质勘察过程中,物探方法的使用可以使勘察的精确度大大提高、探测深度更加靠前,并且它对施工场地的影响也比较小,从整体上提高了工程勘察的水平。当前,地质勘察的物探方法有很多中,比如重力勘探、地震勘探、电法勘探等,如果将这些方法进行合理的分析和应用,就可以大幅度提升工程勘察的水平和质量,从而给企业和社会带来更多的经济效益和价值。

参考文献

[1] 苏黎,杜宇,朱冰.浅谈工程物探在地质勘察中的应用[J].科技与企业,2014,10:244+246.

[2] 周忠兴,刘建平.物探方法在工程地质勘察中的应用[J].电子制作,2013,20:177.

工程地质探测范文第7篇

关键词:工程地质;物探方法;勘察;任务;特点

引言

随着经济建设步伐的加快,我国经济呈现高速发展趋势,而在经济建设过程中,工程地质勘察具有重要的作用,促进了我国经济建设和能源资源开发,尤其是工程建设。近年来,科学技术日新月异,各种勘察方法广泛应用于工程地质勘察中,如物探方法,这些技术的应用,大幅度提高了现代工程地质勘察水平,从而促进了工程地质勘察工作的顺利进行[1]。物探方法是现代工程地质勘察中的常用方法,也是提高勘察水平的重要手段,具有准确、快速、不损伤探测等特点,所以,必须加大物探方法研究力度,从而有效促进工程地质勘察和我国经济建设的发展。

1 工程地质勘察概析

1.1 具体任务

建筑工程建设前,需全面考虑拟建区一系列地质问题,如地基选择、周边地质情况、后续安全防护等,并且需要提供详尽的工程地质资料,以利于科学合理的规划、设计工程施工方案[2]。为保证工程地质勘察资料的科学性、实用性、合理性,在工程地质勘察中,必须做好以下任务,即:(1)概查全工区,以掌握地面地质资料、地质构造形成过程等地质情况,通过分析有利和不利因素,择优选择建筑拟建场地,并根据所选场地地质条件,科学合理的规划建筑,从而有效减少施工难度、工期、建筑成本等。(2)选定建筑拟建场地后,进行详细的地质勘察,并结合建筑物规模、类型、结构、施工方法等,制定科学合理的施工方案,方案内容需包括解决不良地质可能造成影响的措施。(3)建筑物的建设,在一定程度上会影响拟建场地和周围地质环境,例如可能会导致地面塌陷。所以,未来确保工程施工安全、经济,必须详尽的预测施工时和施工后地质条件改变,并制定出有效的应对措施。

1.2 物探方法研究概述

物探是地球物理勘探的简称,可为资源开发与环境保护提供借鉴。随着科学技术的快速发展,物探方法取得了巨大突破,并逐渐广泛的应用于工程地质勘察,在一定程度上促进了我国经济发展。钻探取土、双桥静力触探等是传统工程地质勘察的主要方法,这些方法虽然在一定程度上促进了各个领域的发展,但若采用一种勘察方法,无法满足工程地质勘察需求,且作用有限,需结合多种勘察方法,以提高勘察质量。近年来,我国工程建设水平不断提高,对地质勘察要求也越来越高。作为工程建设的重要环节,工程地质勘察对工程质量具有直接的影响作用,所有必须结合物探和地质工作,切实提高工程地质勘察质量和效率[3]。一般情况下,以往通过研究分析地质资料勘察工程地质,缺乏准确的工程地质深层次资料,为确保勘察质量,并在一定程度上提高工程地质勘察水平,需采用诸多精密仪器进行勘察。

1.3 工程物探勘察特点

地质条件多变会引起物理场变化,如电场、地震波场、重力场、磁场等,采用电法、地震法、重力、磁法勘探等物探方法,可有效探测工程地质存在的问题,原因在于物探方法具有高效、准确、信息丰富、应用灵活等优点。在工程地质勘察中,物探方法的特点如下:(1)探测深度浅。在工程设计探测中,通常在浅层发生地质问题,而物探方法的探测深度也在一定范围内,即几米至几十米,最深不超过百米,因此探测深度浅。(2)探测精度高。一般情况下,工程建设单位要求物探方法精度高,探测深度和地表位置不能存在较大误差,需将误差控制在厘米以内。(3)施工场地要求低。物探方法主要的工作内容是勘察工程地质,以及分析地质资料,这些工作通常需在几天至十几天内完成,而分析工程危险程度,则需在一天以内得出探测结果。

2 工程地质勘察中常应用的物探方法

2.1 电法勘探

电法勘探通常观察观测点深度和电阻率变化,进而分析出岩层分布规律,普遍应用于勘测较厚岩层[4]。近年来,很多城市应用了相对灵活的高密度电阻率法,该法能详细的对地质结构进行分类,有效勘测地下管道。一般勘测方法难以分清岩层分布规律,但电法勘探可通过电极装置勘测到大范围岩石分布规律,并分清岩层是否水平或轻微倾斜。此外,根据供电电极间的距离差异,可勘测不同深度岩层,而且通过不同电阻率,能了解不同岩层中详细的分布情况。目前,在实际地质勘察中,电法勘探已取得了一定效果,尤其是工程建设,而且随着科学技术的不断发展,电法勘探在工程地质勘察中将会充分发挥应有的作用。

2.2 地震勘探

地震勘探主要有两种方法,即反射波法和折射波法,其原理是通过观测反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律,明确地下反射面或折射面的深度与地质构造形态、性质等,即利用地下介质弹性和密度差异,根据大地对地震波的响应,有效推断地下岩层的形态和性质。与其他物探方法对比,地震勘探精度高,深度可达数十米到数十千米,而且解释成果单一,但需要较高的成本。在覆盖层探测中,浅层折射波法具有一定的技术优势,能有效勘探隐伏构造、空洞等,并已取得良好的应用效果,但该方法极易受工程施工场地影响。此外,随着科学技术的不断发展,地震勘探分辨率逐渐提高,更加有助于精细研究地下构造,详细了解地层构造和分布,进而为工程建设提供有价值的参考依据。

2.3 重力勘探

重力勘探是物探方法之一,指的是根据地壳各种岩体、矿体间的密度差异,通过地表变化对地质进行勘察的方法。该方法以牛顿万有引力定律为基础,具有受干扰小、精度高等特点,只要勘探地质体和周围岩体的密度差异,就能利用精密仪器明确重力异常,如重力仪、扭秤等重力测量仪器。目前,重力勘探已在工程地质勘察中广泛应用,并取得了良好的勘察效果,而且结合拟建区地质和其他相关物探资料,可有效推断覆盖层下的矿体性质和地质构造情况,从而为工程建设提供切实依据。但是为了确保勘察效果的科学性、准确性,应用该方法时必须全面考虑拟建区天气、地形和振动情况。

2.4 磁法勘探

在自然界中,岩石和矿石具有一定的磁性,可产生使局部地区发生变化的磁场,即出现地磁异常现象。通过采用相应的仪器可发现和研究地磁异常,从而有效研究该地地质构造,这种方法称为磁法勘探。磁法勘探是常应用的物探方法之一,可用于勘探矿产、工程地质等,目前该勘探方法已广泛应用于工程地质勘察,并取得了良好的地质勘察效果。在工程地质勘察中,磁法勘探的应用主要包括:进行地质构造分区,研究并确定断裂带、基底构造、破碎带等;划分各种岩土分布范围,如沉积岩、侵入岩、喷出岩、变质岩等,并进行区域地质填图。

3 结束语

总之,物探方法在工程地质勘察中应用,具有探测深度浅、探测精度高、施工场地要求低等特点,能切实提高我国工程地质勘察水平。目前,常应用于工程地质勘察的物探方法主要有电法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探,深入分析这些方法在工程地质勘察中的应用,能有效提高工程地质勘察水平,促进我国经济建设发展。

参考文献

[1]冯啉.对工程地质勘察工作的几点探讨[J].企业技术开发,2014,33(6):166-168.

[2]李创.工程勘察中物探方法的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(9):255-256.

[3]程耀荣.物探与钻探在工程地质勘察中的具体应用[J].河南科技,2013(4):70.

工程地质探测范文第8篇

关键词:工程地质勘探 定量理论与方法 根本性缺陷 技术革新与改造

中图分类号:TD166 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(a)-0043-02

工程地质勘探工作是建筑工程的基础性研究工作,其基本任务是查明建设场地的岩土工程条件,分析和评价场地的岩土工程问题,提出解决岩土工程问题的方法与措施,为建筑物地基基础设计和施工方案的确立奠定基础。工程地质勘探的方法主要包括物探、钻探和坑探。工程地质勘探的主要内容:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终对场地工程地质条件进行分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告。

1 当前工程地质勘探定量方法缺陷及其造成的后果

根据最近30多年的研究与实践发现:目前的工程地质勘探在定量研究方法上存在着根本性的缺陷。这种根本性缺陷的基本内容主要是关于地基承载力和地层性质参数确定的理论方法存在严重错误,主要表现是计算地基承载力的理论公式不正确,表述地层性质特征的定量参数脱离实际。公式错误和参数不合理直接带来的问题是:通过原位测试或室内测试得到的地层承载力和地层性质度量参数具有模糊性、大致性,不是准确数据,只能说是参考数据。这种模糊数据给现场工作留下了可以作弊、可以投机取巧的余地,给行贿受贿行为创造了空间。这就是为什么市场经济条件下,工程地质勘察工作中普遍存在作弊行为、无法杜绝的根本原因。

然而,对于这种严重问题,许多管理者、工程技术人员、专家学者却不以为然。当在2013年1月14日关于《地基极限承载力的测量方法》的发明专利(专利号为201310012898X)出现以后,发明人企图根据发明成果对行业进行革新改造时,所遇到的尽是阻力,说什么的都有。例如,有人说:“现在是经济年代,大家都是为了赚钱,现在的勘探方法普遍认可,能赚钱,谁去搞你那些革新、改造之类的、不被普遍认可的东西?”还有的人有给出了貌似正当的理由:“你那个发明与规范一致,不能应用”。因此,在工程地质勘探方法革新方面,现在推行困难,至今不能实施。

公式出现错误和地层性质度量参数不合理现象出现的最早产生于力学的参数引入法:在两个量之间添加一个参数就可得到一个理论公式,不用考虑其是否正确,不用考虑量纲统一问题,不用考虑是否与客观规律一致,例如,胡克定律、应力应变理论都是这种参数引入法产生的理论。然而,实践证明,胡克定律、应力-应变理论等都存在根本性的错误。那么,为什么这种错误能长期存在?其原因主要是定律迷信、套用公式的方法方便,不费脑筋、不用考虑客观规律。

2 工程地质勘探科学技术革新方案研究

2.1 正确认识地层性质和地层承载力概念

在传统理论有很多描述地层性质的概念,如松散、密实、坚硬、软弱、完整、破碎、可塑性、不可塑性、孔隙度、裂隙度、脆性、韧性等,然而,人们对这些概念中的许多概念本质含义却不是很清楚。

根据作用学新理论,工程地质研究中涉及到的地层性质概念主要是地层在作用下变形或不变形的一种性质,其本质是变形程度或不变形程度。变形程度决定于地层的松散程度、孔隙裂隙程度、风化程度、组成部分的活动性等,其实质是决定于地层内部可变形空间的存在。因此,作用学将变形程度叫做虚度,即虚弱或软弱程度。不变形程度决定于地层的密实程度,其实质是决定于地层内部空间含量的多少以及质点的排列组合关系和联结方式等。作用学将不变形程度叫做实度,即坚硬程度。虚度与实度不仅与内部质空关系有关,与周围环境之间的质空关系也有关系。虚度和实度都是一种百分数,或者是介于0~1之间的小数。其物理特性类似于物质含量和空间含量,并不是任意参数,只是它们与作用和变形现象相关统一。虚度记为E,实度记为T,两者都是无量纲参数,它们分别用于度量地层的软弱程度和密实坚硬程度。

地层的承载力是指地层在保持不产生任何变形量前提下所能够承载的最大作用强度。作用强度是指作用物体对单位受作用面产生的作用力,传统理论称之为应力,记为σ,其量纲为“t/m2”或“N/m2”。在保持不变形条件下,地层能够承受的最大应力值就等于地层的承载力,记为σmax。

2.2 正确认识地层虚度、实度和承载力与作用强度、变形强度之间的关系规律

虚度和实度都不是确定的常数,而是一种随着作用强度和变形强度变化而化的一种物理量。一般来说,作用强度越小,变形量越小,虚度越小,实度越大;反之,作用强度越大,变形量越大,虚度越大,实度越小。但是,承载力却是一种不变的常数。根据定义,地层的承载力是一种恒量,它一般不改变其值的大小。任何一种地层,无论多么软弱,它都有一个使其虚度等于0、实度等于1的作用强度范围。例如,有一地层的虚度和实度及其承载力与作用强度之间的关系规律是特定的:当作用强度(应力)介于0~17.688 t/m2之间时,地层保持不变形,其虚度总是等于0,实度总是等于1,该地层的承载力是17.688 t/m2。当作用强度大于17.688 t/m2时,地层的虚度和实度就随着作用强度的增大而变化:作用强度越大,地层变形量越大,虚度值越大,实度值越小;反之,亦反。

2.3 工程地质勘探新方法及设备的确定

根据发明专利“地基极限承载力的测量方法(201310012

898X)”,虚度和实度与探测力之间的一般关系式分别为:

和,

地层的承载力为:

可以确定一种专门用于工程地质勘探的方法与专用设备:选择静压、锤击和冲击三种作用方式,简化工程地质勘探程序,通过超载荷的探测作用力来探测地层性质和承载力。

专用工程地质钻机配置:供运行用的履带、供安装和使用的机械用的托盘、托盘上安装供钻探用的液压机械、并配置空压机、探杆、探头、供探杆提升和下降用的探架、设置探杆约束、重锤、冲击钻、安装探测时间记录仪、作用强度记录仪和探测深度记录仪。在探测土层、砂层、风化层度很强的岩层等软弱地层时,采用静压探测方法;探测碎石层等地基岩层时,可以采用锤击方法;探测风化程度低或未风化岩石时,可以采用冲击钻探测方法。静压方法使用液压装置,直接将探头压入地层。探头可以选择合金钻头,可以配置可以取芯的岩芯管。但岩芯管必须便于取土。当采用静压方法无法完成探测工作时,即当压入法没有进尺时,采用锤击法。锤击法可以选择传统的标贯锤或非标贯锤,探头使用耐锤击的钻头,扔可配置岩芯管,也可以选择实心探头、采用不取芯方法进行探测。当锤击方法进尺困难时,使用冲击钻机或回旋钻机探测。在探测工作中,必须记录探测作用时间、探侧力的大小和探测深度。探测作用时间、探侧力的大小和探测深度的记录使用配置的传感器或记录仪器自动记录,不需要人工记录。

由于地层的性质随探测力的变化而变化,所以,在探测工作中必须根据工程需要确定标准的虚度和实度数据,然后将通过不同探测力下得到的虚度和实度数据换算为与标准数据相统一的有用数据。

3 结语

通过以上讨论可知,当前工程地质勘探定量研究方法存在根本性错误,操作过程存在严重问题,所以,工程地质勘探技术势在必行。因此,建议各级领导和工程技术人员重视工程地质勘探技术革新改造工作,尽快让工程地质勘探技术提高到更高的科学水平。

参考文献

[1] 干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑大学学报,2001,9(2):1-6.

[2] 胡海昌.弹性力学的变分原理及其应用[M].科学出版社, 1981.

[3] 龙述尧.弹性力学问题的局部Petrov-Galerkin方法[J]. 力学学报,2001,33(4):508-518.

[4] 张鸿庆.弹性力学方程组一般解的统一理论[J].大连理工大学学报,1978(3):23-47.

工程地质探测范文第9篇

[关键词] 岩溶地区 地质勘察 地球物理勘探

1、引言

岩溶地区在我国分布十分广泛,以广西、四川、云南、贵州最为发育, 其余如湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地均存在规模大小不同的岩溶地区。由于地表水和地下水的溶蚀作用, 发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态, 产生沟槽、裂隙和空洞。岩溶勘察的目的在于查明对建筑物场地和地基有影响的岩溶的发育规律, 岩溶形态的分布、形状、规模, 岩溶水情况对土层的工程性质等, 并对建筑场地的适宜性和地基的稳定性作出评价。

不同地质时代的可溶性岩层,由于岩溶在时间和空间上发育的不均一性,造成岩溶地区的地质情况非常复杂, 因此在进行岩溶勘察时,仅靠传统的地质方法难以得到满意结果,因而采用合理的勘察方案和勘察方法就显得尤为重要。本文在多年来在岩溶地区工程勘察的经验的基础上,收集相关工程资料和他人的研究成果并加以综合整理、分析和研究, 总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法。

2、岩溶工程地质勘察的地质方法

2.1 钻探

钻探是工程地质勘察最直接的勘探手段。主要受地形条件影响较大,特别是对于铁路工程勘察,交通和机具搬运、安置等都很困难,因此物探对于铁路岩溶地区工程地质勘察显得尤为重要。对于交通方便的地区,几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作是了解一定深度范围内的岩溶发育情况, 尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时, 结合地质调查和物探资料, 根据工程具体情况布置钻孔。工程地质勘察中使用的钻探方法较多, 因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法和机具, 此外,为了利用钻孔更好地了解地下地质情况,配合钻探, 往往要进行钻孔压水试验或抽水试验等水文地质工作。

2.2 静力触探

静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、粘性土和砂类土的承载力。静力触探用于覆盖型岩溶工程地质勘察,主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在、土洞的规模及埋藏位置、 疏松裂隙带的分布及其范围等。其方法是: 在依据钻探、物探资料进行了初步稳定性分区的基础上有针对性的布置静力触探孔, 结合具体情况,解释静力触探PS-h是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。

在覆盖型岩溶工程地质勘察采用静力触探方法,解决了钻探、物探手段受到技术和经济上的限制或场地的限制时,为探明覆盖层中潜蚀作用的分布范围和强度提供了简便的方法。在综合勘探中合理使用静力触探手段可以提高勘测质量、缩短勘测周期。另通过静力触探与其它物探方法相结合可以用来探明土层中隐伏土洞与扰动土层。

3、岩溶工程地质勘察的物探方法

3.1 遥感技术

遥感技术是根据电磁辐射的理论, 应用现代技术中的各种探测器, 对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受, 传送到地面接收站加工处理成遥感资料( 图象或数据)用来探测识别目标物的整个过程。它是建立在现代物理学、数学、电子计算机技术和地学规律基础之上的。具有调查面积大,重复性好等特点,遥感图像能宏观而真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系,遥感影像视域广阔、信息量大, 在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面, 具有其它勘测方法所不及的优点, 尤其更适用于我国南方型岩溶地区。地球资源卫星遥感、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等,在70年代引进我国以后, 被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。遥感在新建铁路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用。

3.2 地球物理勘探

采用地球物理方法对岩溶进行探测是岩溶地质调查的重要手段。岩溶洞穴与其围岩之间一般存在较明显的密度、速度和电性等物理性质的差异, 目前, 适用于岩溶勘察的物探方法主要有电阻率法、微重力法、钻孔电磁波透视法、五极纵轴电测深法、地震层析成像技术、瞬变电磁法、地质雷达等。物探方法的综合应用能有效查明了岩溶的分布范围、埋藏深度和发育情况。本文在总结资料的基础上, 对各种方法的优缺点、勘察效果和适用条件进行介绍。

3.2.1直流电法

直流电法是以岩层电学性质的不同为基础,通过观测电场变化规律来解决地质问题的一种勘探方法。不同岩性由于成分和结构不同而具导电性的差异。直流电法的原理就是根据导电性差异来了解岩层分布和地质构造形态的方法。直流电法常用的电测深法和电剖面法两种,电测深是探测沿垂向深度变化的地质信息;电剖面是了解沿横向电性变化情况。另外直流电法还有高密度电法、三维电法、自然电场法、充电法、激发极化法应用时应根据工作条件和探测要求选用相应的观测方法和观测装置。

3.2.2瞬变电磁法

瞬变电磁法是利用不接地回线源向地下发送脉冲电磁场(一次场),在一次脉冲电磁场的间断期间,利用线圈观测二次涡流场的方法。瞬变电磁法应用广泛,在接地条件差和高阻围岩中区分低阻目标物,利用多测道剖面曲线识别覆盖层下是否赋存低阻异常体。适用于探测隐伏断层破碎带、覆盖层、地下古河道、岩溶、洞穴等、堤防和防渗帷幕隐患探测、地下水和地热源探测等,也可进行分层探测。

3.2.3地震波法

地震勘探是研究由人工激发的地震弹性波在岩土介质中的传播规律,以探测地层和构造的分布形态。地震勘探正是利用地下介质传播条件变化特征来查明地质问题。根据所采集的地震波在介质中的传播速度与振幅、波形特征等来划分介质的物性、岩性及结构等。

(1)反射波法。反射波法是利用反射波沿测线的反射时距曲线来确定反射界面深度与构造形态。反射波法可探测基岩面上覆盖层厚度。反射波法适用于划分地层界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围、隧道施工超前预报。

(2)面波法。面波(瑞利波)法是一种新兴的岩土原位测试勘探方法,利用面波的频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关关系,来解决工程地质问题。适用于探测浅部地层中的岩溶洞穴等不均匀体、评价路基基床质量和地基整治加固效果。

3.2.4电磁波法

电磁波(CT)探测方法是在两个钻孔之间进行,一个孔发射电磁波,另一个孔接收电磁波,通过探测孔间地层对发射电磁波的吸收程度,来推断解释两孔间的地质及构造情况。电磁波层析成像适用于在钻孔中探测钻孔间或钻孔周围的岩溶洞穴、破碎带等。

3.2.5地质雷达

地质雷达是基于地下介质的电导率、介电常数等电性参数的差异, 利用高频电磁脉冲波的反射探测地下介质分布的一种物探手段。高频电磁波在介质中传播时, 其路径、电磁场强度和波形, 将随所通过介质的电性特征及几何形态而变化, 故通过对时域波形的采集、处理和分析, 可确定地下界面或目标体的空间位置及结构。适宜于探测浅埋藏的岩溶、洞穴、构造破碎带、层间构造带、岩性分界面,也可用于浅部分层和土层内部浅埋藏洞穴的探测。

4、结束语

物探的每一种方法的应用都有其应用的前提, 只有在满足前提条件下的勘察效果才会是好的。因此, 在确定使用何种物探方法之前,正确地分析判断场地的地质情况是非常重要的,采用综合物探,可以取得更好的效果。将物探应用到工程地质勘察中,能降低勘察成本,缩短勘察工期,提高勘察工作质量,但不能忽略钻探作为最基本的工程地质勘察的勘探手段所发挥的重要作用。每种方法都有各自的优缺点及适用条件, 应取长补短,互为补充。大量的工程实践表明,物探定性配合钻探定量,能更好地了解工程地质情况,为设计提供准确的依据。

参考文献:

[1] 岩土工程勘察规范(GB50021-2001)[S]. 中国建筑工业出版社,2001.

[2] 贵州省交通规划勘察设计研究院.岩溶地区公路工程地质勘察技术指南[M].2007.

[3] 高金川. 岩土工程勘察与评价[M].武汉:中国地质大学出版社.

[4] 赵卫楚等. 综合物探在厦成高速岩溶地质调查中的应用[J].勘探地球物理进展,2008,31(2):154~157.

工程地质探测范文第10篇

关键词:地质工程;物探方法;应用

中图分类号: F407 文献标识码: A

1、工程地质勘查中物探方法的概念

1.1、物探方法的含义

现代化工程建设中的工程地质勘查工作是保障工程建设高效完成的前提,工程地质勘查中物探方法是目前应用最广的地质探测手段。物理地质探测方法是利用地球内部和周围存在的物理场进行探测,物理场是由物理作用的物质空间形成的。物探技术的全称是地球物理探测技术,在工程地质勘查中的应用,是通过专业技术和相关设备对地球物理场的变化特征进行观察和数据收集、整理,为现代化工程建设提供有力的依据。

1.2、物探方法的特点

物探方法在工程地质勘查中有良好的经济效益和稳定性,且行动灵活、应用范围广、信息可靠。应用物探方法中的地震法和磁场法等方式进行探测,能有效避免地质勘查工程中遇到的电场、磁场等各种物理场变化的干扰,即使是在不同的地质条件下依旧可以保证探测数据的正确性,确保工程地质探查工作的顺利进行。在物探方法的具体操作中,物理探测方法可探测到几十米到上百米的地质浅层范围,确保了探查地质数据资料的准确性。而且物理探测方法的工作效率相对较快,质量较高,为日后的矿产开发奠定良好的基础。简单的说,物探方法具备效率高、信息可靠、探测稳定的特点。

2、地质勘察中常用的物探技术方法及基本原理

2.1、电测深法

电测深法,简称电测深,是电法勘探中的一种方法。电测深法的原理是通过对所探测区域的岩石电的差异性及所处深度以此分析岩层的地质结构。电测深法的优势在于若岩层有倾斜,通过此种方法,利用电阻率的变化,依然可以得到岩层分布的相对准确的结果,这是其他方法所不具有的优势。此种方法对于岩层较深厚区域的勘探效果最好。近几年,通过分析岩层电的差异性方法在较多的工程建设、资源开采中应用。因为电测深法的使用较灵活,对所探测区域的地质层进行准确的探测。地质勘探实践中,电测深法的应用获得显著成绩,如对西北地区勘测过程中,应用该技术而探测到丰富的水资源以及资源开采、环境保护、工程建设中所缺少的稀有材料。

2.2、电剖面法

电法勘探主要包括电剖面法和电测深法,二者的区别在于电剖面法是保持极距固定,沿剖面逐点来观测视电阻率的横向变化,而电测深法是在地表某点令测量电极不动,按规定来不断加大供电极距,从而研究地表某点下方的电性的垂向变化。电剖面法在研究岩层断裂带时的作用较为明显。电剖面法在地质勘探过程中,通过勘探的深度,了解电性变化,该项技术大量的应用在追踪破碎地带,地下暗河等填图问题上。虽然二者在探测方法上有一定区别,但探测的本质相同,都是通过探测岩石的电性差异来区别岩石属性。影响岩石的电阻率的主要因素是岩层含水量,岩石中水溶液的矿化度。若岩层中的含水量较少且分布不均匀,则电的差异性较小,相反电的差异性较大。水溶液的矿化度也是影响岩石中电的差异性的因素之一。

2.3、地震勘探

地震勘探是指根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测,以此确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质的物探方法。该技术主要包括反射波法及折射波法两种。地震勘探的优势之处在于探测的精准度较高,即使地震勘探结果较精确,但由于地质结构的复杂性,岩层分布的不规律,岩石地质属性的差异性等都会导致探测结果与真实性有误差,没有绝对精确的探测结果,技术的不断进步与完善只是不断的向真实性接近。即使相同的地质结构,但由于所受力的不同,地震勘探结果也不尽相同。其中浅层折射法大量的应用于考古中,在隐藏的地质结构中效果显著,不足是需要极大的勘探空间。弹性波CT技术已经成为工程建设所必不可少的物探技术且得出的地质研究结果单一,不足之处是该技术的成本较大。

2.4、钻孔彩色电视全孔壁成像技术

钻孔彩色电视全孔壁成像技术是集图像处理软件研究与开发,干涉性光斑的移除,360°孔壁成像机制,密封结构的设计与规划等于一体的技术系统。该项技术是指通过观察钻孔壁360°范围内图像,使人们的视野能到达所探测岩层的地质结构、分布规律的新技术,该项技术的研发为地质勘探中明确探测岩层的分布规律成为可能。

2.5、放射性勘探

放射性勘探是随着原子能的发现及利用而迅速发展起来的,以研究岩石的放射性差异为基础,由于岩石中所含的放射性元素不同,含量也不同,因此这些放射性物质原子核衰变时放出的射线也不同,通过专业仪器观测与分析研究这些射线,达到寻找矿产资源的日的。同时还能解决水文、工程、环境地质在内的地质问题。

由于放射性元素的衰变不受自身化学状态、温度、压力和电磁场的影响,因此其探测成果比较直观,容易解释,成本低、效率高、方法简便、不受环境干扰等突出优点。放射性探测可分为两人类:天然放射性方法和人工放射性方法,前者有γ测量法和α测量法,后者有X射线荧光法、中子法、光核反应法。

2.6、综合物探

综合物探的发展与电子信息技术的发展同广泛应用密切相关。采用先进的精密电子仪器对地质结构进行探测,同时为了达到更好的勘探效果,信息更准确,采用两种和两种以上的物探方法组合,大大提高勘探效率和勘探信息的可靠性。其在地质灾害的探测、水文地质探测、工程质量的检测以及考古行业方面应用广泛,发展很快。

2.7、瞬变电磁场探测法

瞬变电磁场探测的应用基础是电磁场感应理论,通过相关仪器设备检测分析目标感应显示的涡流场形成的二次电磁场变化和已知的电磁场数据信息,分析目标地质的地质特点和结构分布,预测相应空间形态。尤其是针对高导电性的矿体寻找有很重要的作用。

不同的地质环境和探测目的,应用到不同的地球物理探测技术。灵活多变,有针对性的应用物探方法,可以提高工程地质探测工作的质量和效率,为日后的工程提供可靠的信息,充分发挥工程地质探查技术的导向作用。

2.8、重力法

重力测量受干扰较小,精度较高,为物探方法的辅助手段之一,在探测近地表地层不均匀性、空洞、小型地质密度异常体和人工结构的地下遗址等方面取得较好效果。但是在工作中应注意考虑天气,地形以及振动影响。

3、物探方法在地质勘查中的发展前景

国内现有的地质勘查物探技术种类很多,且大部分技术都发展成熟,具备了一定的技术先进性,这是社会经济发展以及科技进步下的必然趋势,未来地质勘查中应用到的物探技术水平势必会更高,精度与可行性也会更好。笔者认为,未来物探技术的发展方向主要有两个,一是技术发展,各种先进性探测理念、探测技术会被不断引进,如多波理论、电磁波谱、地震映像法、高密度电阻法等,都会被依次引入和应用,为工程地质勘查工作的开展提供更为有力的技术保障;二是物探仪器设备会不断更新,设备性能会不断完善,如防潮、防尘、防震等。科技的进步会推动物探技术、物探设备朝着更加光明的方向发展,最终实现工程地质勘查物探技术的可持续性发展。

结束语

各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果,提高对各种地质体工程地质性质的认识。物探成果是地质研究的理论依据,对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。

参考文献

[1]吴广宇张旭.工程地质勘查中物探方法的应用[J].河南科技,2014,09:55.

[2]耿祥峰,葛琳.论地质普查中的物探勘察方法[J].科技创新与应用,2014,22:288.

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