物探技术在工程地质勘查中的应用

夏延超

摘要：物探技术具有经济、快速的优点，但是在工程地质勘查工作中物探方法的应用仍然存在一些问题，这些问题不仅会影响到地质勘查的质量，甚至还会影响我国工程地质勘查的发展。因此，为了能够促进物探方法在工程地质勘查中得到更好的应用，提高地质勘查工作的水平和质量，就需加强对物探方法应用的研究和分析。

关键词：物探技术;工程地质;地质勘查;应用

1、工程地质勘查中常用的物探技术概述

1.1电磁法

电磁物探技术有多种，其依据都是电磁学相关理论，常用的主要有瞬变电磁法和探地雷达法。其中，瞬变电磁法也被称为时间域电磁法，其技术原理的基础是电磁感应定律，具体为发射圈内通过人为方式施加脉冲电流，产生瞬变电磁场，在磁场从地表传播到地下深处的过程中，会出现涡流场，在脉冲磁场的间歇期内，二次涡流场可以借助接地电极、线圈等进行观测，从而测定介质的电阻率，分析介质的性质。瞬变电磁法的优点主要体现为操作简单、探测效率高，对于低阻地质体具有较高的灵敏性，不会受到地形的影响，分辨率较高，可以同时完成深度探测与剖面测量，能够为工程地质勘查提供更丰富的信息。

1.2高密度电法

高密度电法即是高密度电阻率探查技术，该技术是根据岩土介质电阻率存在差异来进行探测的，在具体应用中，需要对探测区域施加电厂，利用专门的设备来检测传导电流的分布与变化情况，然后对岩土性质进行判断。在高密度电法中，可以准确的测量出地面电场变化的相关信息，计算出精确的地表电阻率，提高工程地质勘查的质量。

1.3磁法勘查技术

磁法勘探技术依据的原理是岩土矿石都具备一定的磁性，且不同岩土层的磁性不完全相同，在这种磁性下，地区的磁场会出现不同变化，导致地磁异常现象。在磁法勘查中，通过使用相应的探测仪器，地磁的异常情况可以被直接观察到，收集地磁异常的信息，来研究、分析地质的构造，可以得到准确的勘查结果。在当前工程地质勘查中，磁法勘查技术应用较为广泛，具有较为理想的勘查效果，可以将工程地质中的破碎带、基地构造、断裂带等情况准确反映出来，作出相应的工程地质填图。

1.4反射波勘查技术

反射波勘查技术的原理是不同类型价值对于波的反射也会存在差异，当向地下介质发送反射波时，由于介质的变化，反射波振幅也会出现改变，特别是遇到阻抗较大的介质时，振幅会出现大幅度的降低。在工程地质勘查中，运用反射波勘查技术，可以根据现有的不同材料反射波信息，将其与工程地质实际勘查中反射波数据进行对比，来确定工程地质的具体情况。

1.5地震勘查技术

地震勘探技术主要有折射波法、反射波法两种，在这两种方法中，其依据的原理是对折射波、发射波形成的时间场在侧线方向上的时空分布规律进行观察，来判定折射面、反射面的岩土性质以及所处的深度等情况，得到勘查结果。在此种勘探技术中，地下不同介质本身在弹性、密度方面是有所不同的，对于地震波的折射、反射作用也有所差异，根据所测得的折射波、反射波信息，可以较为准确的判定地下岩层形态与性质。相较于其他物探技术而言，地震勘查技术具有较为明显的优势，操作简单、精确度高，可进行数十千米深度下的探测，但也存在一定不足，比如成本较高、勘查结果解释单一等。但随着科学技术的发展，地震勘查

2、物探技术在工程地质勘查中的应用

2.1电磁法

电磁物探技术有多种，其依据都是电磁学相关理论，常用的主要有瞬变电磁法和探地雷达法。瞬变电磁法的优点主要体现为操作简单、探测效率高，对于低阻地质体具有较高的灵敏性，不会受到地形的影响，分辨率较高，可以同时完成深度探测与剖面测量，能够为工程地质勘查提供更丰富的信息。探地雷达法是一种基于电磁波反射波形、振幅等信息来进行勘查的方法，主要应用于地下（或物体内）不可见界面（或目标）的定位与信息获取。在此技术中，采取的设施为合适型号的探地雷达，组成部分包括发射单元、发射天线、接收天线与接收单元以及控制中心、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、反射波法两种，在这两种方法中，其依据的原理是对折射波、发射波形成的时间场在侧线方向上的时空分布规律进行观察，来判定折射面、反射面的岩土性质以及所处的深度等情况，得到勘查结果。在此种勘探技术中，地下不同介质本身在弹性、密度方面是有所不同的，对于地震波的折射、反射作用也有所差异，根据所测得的折射波、反射波信息，可以较为准确的判定地下岩层形态与性质。相较于其他物探技术而言，地震勘查技术具有较为明显的优势，操作简单、精确度高，可进行数十千米深度下的探测，但也存在一定不足，比如成本较高、勘查结果解释单一等。但随着科学技术的发展，地震勘查技术也得到长足进步，分辨率越来越高，地下构造相关研究更加精密，可以提高对地质性质判断的详细程度与准确性，为工程建设提供可靠依据。

2.3天然磁场法

就岩石来说，其本身就具有一定的磁场，因此，在进行地质勘查工作时可以结合岩石的磁场进行检测。这里所说的天然磁场法中天然磁场就是指岩石本身具有的磁场，根据岩石的磁场性质来运用的一种地质勘查法。天然磁场法的技术应用首先应该充分对岩石的磁场情况进行了解，比如数据测量岩石磁场的频率、对不同的岩石地质结构进行分析和研究。其次在实际天然磁场法应用过程中，地质勘查工作还要注意防止外界的诸多影响，因为天然磁场法很容易受到外界的影响。比如在实际地质勘查工作中，如果有电子通讯设备，那么则会对天然磁场法的应用产生干扰，在干扰的影响下，地质勘查的结果数据将会受到不同程度的影响，而后续数据的进一步分析也受到连续影响。

2.4高密度电法

高密度电阻率法是一种在技术上有较大进步的电阻率法。就其原理而言，它与常规电阻率法完全相同。由于它采用了多电极高密度一次部极，并实现了跑极和数据采集的制动化，因此相对常规电阻率法来说，它具有很多优点：①可以防止因电极移动的问题而引起的故障和干扰;②在同一条观测剖面上，电极和数据进行变化和转换，可以获得多种装置的等值线图;③应用成本低，工作效率高，勘探能力也有明显的提高。

2.5反射波勘查技术

反射波勘查技术的原理是不同类型价值对于波的反射也会存在差异，当向地下介质发送反射波时，由于介质的变化，反射波振幅也会出现改变，特别是遇到阻抗较大的介质时，振幅会出现大幅度的降低。在工程地质勘查中，运用反射波勘查技术，可以根据现有的不同材料反射波信息，将其与工程地质实际勘查中反射波数据进行对比，来确定工程地质的具体情况。

2.6电流法

电流法相对电磁法来说有很大的差异，电流法的应用需要根据不同的岩石之间的电阻率和含水性来进行物探，所以电流法具有一定的针对性。通过电流法进行地质勘查其能够对不同的地质结构中的岩石电阻率进行测定，对于探测结果再进一步进行科学的分析，从分析结果中判断地质结构中岩石含水量以及岩石的种类。电流法的优势在于能够对岩石的分布情况以及变化情况进行详细分析和判断，因此，在地质勘查工作中电流法受到了一定的关注。

3、结束语

随着物探方式在工程地质勘察过程中的广泛应用，促使我国工程地质勘查技术水平得到有效提高。结合相关案例，对物探方式进行深入研究，为了有效提升物探技术在工程地质勘察过程中技术水平，就需要进一步加大对物探方式的分析力度，最终为我国经济建设奠定强有力的基础。

参考文献：

[1] 周绪鸿.探究工程地质勘查中常用的工程物探方法[J].城市建设理论研究（电子版），2017，No.21303：174-175.

（作者单位：河北省地矿局第九地质大队）