工程物探技术在岩土工程中的应用

摘要：本文结合岩土工程实践,主要应用工程物探技术来解决岩溶勘察、建筑工程勘察、地下不明物体的勘察、水域勘察、滑坡勘察、地基加固、桩基质量检测等土工程问题。

关键词：岩土工程；物探技术

Abstract: this paper geotechnical engineering practice, the main application engineering prospecting technology to solve the karst exploration, construction engineering survey, underground unidentified object for the survey, waters survey, landslide investigation and survey foundation reinforcement, pile foundation quality testing and other soil engineering problems.

Keywords: geotechnical engineering; Geophysical exploration technique

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

工程物探是地球物理勘探在工程工作中的应用分支。地球物理勘探是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘察方法。组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、导电性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起地球物理场的变化，这种变化称为地球物理异常。地球物理勘探就是通过专门的仪器和设备观测这些异常，取得它们的分布及形态等信息，然后进行分析研究确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。

众多工程物探技术发展的成熟程度不尽相同。在岩土工程中应用最广的主要是弹性波无损检测、弹性波测井技术、浅层地震、电法勘探技术，它们被广泛应用在岩土工程勘察和岩土工程治理、工程质量检测中。

1 工程物探技术在岩土工程中的应用1.1 工程物探技术在岩土工程检测中的应用地基加固的效果评价、路基的密实度和基桩质量检测都是工程物探技术在岩土工程检测方面的主要的表现。工程物探技术在岩土工程中的应用主要有以下几种方法：瞬态面波法、地质雷达等。将施工之前和施工之后的原位测尝尝验值和弹性波速度进行相比和研究。除此之外，工程物探技术可以应用电磁波传递速度的差别检查大坝和别的的建筑中是否存在裂缝，对裂缝的相关情况进行详细的掌握，评估裂缝对工程是否存在危害，和危害的等级，从而准时的采取相应的对策，保证工程的安全，防止事故发生。在工程建设质量控制当中，工程物探技术同样也发挥着巨大的作用，最常见的应用便是对桩基实行无损检测，常用的检测方法主要有两种：一种是动力测桩法，另一种是声波测桩法。通过对弹性波的传递和反射特征及速度差别的分析，对混凝土的质量进行判断和检测。这种检测方法工艺简单，检测效率高且本钱较低，适合大面积检测，支持随机抽样，所以获得了广泛的应用。1.2 工程物探技术在岩土工程勘察中的应用岩土工程勘察大多以钻探作为主要手段，这种方法往往以点带面，因而获得的地质界面是不连续的，不能完全准确地反映实际地质情况，而工程物探技术获得的地质界面是连续的，所以不容易出现漏洞，获得的结果更加全面。对常规勘探方法来说，很多难以处理的难题都可以经过工程物探技术来完成，如地下的不明物体、断层等。工程物探技术比钻探技术在用场地和实用条件方面要求更加的宽松，因而应用局限相对要少的多，具可行性高、成本低和较高的精度等长处。在应用常规勘探技术的同时，可以应用工程物探技术，二者相互补充，从而提高勘探效果，在竞争激烈的勘探市场中占据优势。弹性波技术应用弹性波在介质中的传递来对物体的界面进行判断，当地层存在明显差别的时候，就可经过弹性波上表达出来，所以被广泛应用于岩土工程勘察工作当中。以地质雷达和高密度电法为主要代表的电磁波技术和电法技术在工程物探工作中的应用也十分广泛。2工程物探资料的分析

工程物探数据的野外采集是工程物探工作的关键。如何把野外采集的有关数据通过内业的分析、计算、解释成工程地质资料对物探工程师来说更为重要。解释成果的正确与否直接影响到岩土工程师对岩土工程问题的分析、判断和处理方案的选择，事关工程的安全。这就需要物探工程师除了拥有深厚的本专业知识外，还要有丰富的岩土工程专业知识。工程物探资料的分析和解释，以弹性波勘探方法为例，首要的任务是分离和压制妨碍分辩有效波的干扰波，保留能够解决某一特定工程地质问题的有效波。从理论上说，可以通过硬件和软件来实现，但实际上分离和压制是有限度的，而干扰波的存在是普遍的。物探工程师只有具有丰富的实践经验，才能在众多的测试数据中识别出干扰波和有效波，去伪存真，得到真实的解释成果。其次由于物探方法的多解性，因此，工程物探资料的分析、解释成果还必须与钻探、原位测试、室内试验成果等进行对比、验证。在对比中两者不一致的情况时有发生，对此要具体分析，关键是否做出正确解释，比如弹性波物探方法是根据弹性波在岩土体中的传播速度来划分地层界面。但是由于弹性波速度反映的是地层的物理、力学性质，不同的地层其物理、力学性质可能不同，也可能相同或相近。当弹性波速度相同或相近，两个地层紧接在一起时，在解释上便可能出现同一速度层。出现这种情况并不可怕，怕的是由于干扰波的叠加、影响造成的假判、误判，造成解释成果出现较大的偏差。只有通过对比、验证、积累经验，才能促进分析、解释技术水平的提高。物探工程师对物探资料的解释、分析是借助岩土体力学性质变化特征去认识岩土体的内在本质，而岩土工程师是从地质学的角度、岩土体的外表特征去认识和判别岩土体的内在本质。

3工程物探与岩土工程的问题

工程物探从学科上讲是一个独立的学科，但在工程勘察领域它是一种为岩土工程服务的综合应用技术。工程物探解决的岩土工程问题归纳有以下几个方面：

（1）界面问题：主要有岩土体的界面划分，地质构造和软弱结构面的判定，以及不良地质体的地质界面等。

（2）形态问题：主要有不明地下物体、空洞，以及界面的分布形态、埋藏位置和埋藏深度等。

（3）参数问题：岩土工程勘察、设计所需的各种参数，如动力参数、卓越周期、结构自振周期、剪切波速等。

（4）施工质量检测：地基加固效果的对比、桩基检测、其它工程质量方面检测。

岩土工程师在接受工程勘察任务后，应根据勘察技术要求、地场岩土条件、需要解决的问题等，确定是否采用工程物探技术手段，确定之后应向物探工程师提出明确的勘察任务，物探工程师则应根据目的层和目的物的性质，结合测区的地质构造、地形地貌特征、地震地质条件等因素，选择可行的工程物探方法，然后进行测线设计和工作前的各项试验工作，确定最佳的采集装置，再正式开展工作。

岩土工程师如何用好工程物探技术，物探工程师如何更好地为岩土工程服务对于提高岩土勘察工作质量是至关重要的。我们知道，任何一项技术都有它的适用性和局限性，只有了解它、认识它才能用好它，这就需要两个专业经常进行技术交流，知识互相补充，并且通过工程实践，掌握对方的工作性质、目的、方法和特点，才能更好地服务于对方，达到共同提高、共同进步的目的。

4结束语

由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提，且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响，使得这些方法技术存在着一定的局限性，加之大中型重点工程大多具有比较复杂的地质和工程难题，因此采用单一的物探方法一般难以查明或处理有关地质和工程问题，此时应根据被探测的目的层或目的物的埋深、规模及其与周边介质的物性差别，合理地选择一种或几种可行的工程物探方法，以提升物探成果的地质解释精度和成果研究质量；再者，正式开展工程物探工作之前，应认真做好前期试验工作，认真做好对比分析，选择最佳的采集方案（进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划）和最佳的采集装置，这是保证勘探成果质量的前提条件；并且，工程物探成果需要经过与钻探、原位测试、试验成果进行比较、验证，并建立对应经验关系，从而建立起相关联的定量研究、判断标准，使工程物探技术和成果更好地应用于岩土工程。

参考文献 ［1］王振东.浅层地质勘探应用技术［M］.北京：地质出版社,1994. ［2］陈新球，彭绪洲.特殊条件下的物探检测及其应用效果［J］.地球物理学（研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学）进展.2004，19（4）. ［3］杨玉春，刘康和.试析综合物探的意义和作用［J］.西部探矿工程.2005，17（11）.