论岩土工程勘察中物探技术及数字化的发展趋势

王杰

（甘肃智广地质工程勘察设计有限公司,甘肃 兰州 730010）

前言

随着社会的不断向前发展，城市化的发展趋势不断显现出来，人们对城市化的建设要求不断提高，城市化的建筑在不断深入的要求中不断加快，然而随着要求的不断加大，建筑工程的复杂与艰难也与日俱增，如今对岩土工程勘察技术的要求也不断提高，但是当前的岩土工程勘察技术仍存一些问题，为了使岩土勘察中物探技术及数字化的发展朝着更好的趋势发展，本文首先对岩土工程勘察中的数字化发展和物探技术进行初步的分析，其次对物探技术的几种方法以及物探技术的具体应用进行了介绍，再对综合物探技术的应用进行了介绍，最后研究分析了岩土工程勘察数字化的趋势以及数字化的建设，希望通过对岩土工程勘察中物探技术与数字化的研究分析，对岩土工程的勘察有所帮助。

一、岩土工程勘察技术的发展

传统岩土工程勘察技术采用的钻井的方法进行探测，这种方法不能够准确的判断和划分地下具体情况。如地下的不明物体、洞穴、断层、断带、滑动面、弱结构面等在地下分布的形状、特征、埋藏深度等具体信息都无法被明确地被判断，不利于岩土工程勘察技术的开展。而新型工程地球物理技术可以精确判断地质划分，这种技术相对于传统勘察技术，具有节省时间、节省成本、精确度高的优点。工程地球物理技术中发展最快的、使用最广泛的技术就是弹性波技术。

二、常见的物探技术种类

岩土工程勘察中的物探技术是一种成本低、效率高、准确度高、不受地形影响等优点的一种勘察技术，随着科技的进步，物探技术在不断优化与发展，因此在今后的岩土勘察工作中，通过采用这些高效的物探技术有效地进行岩土勘察工作。

（一）地震勘察技术

地震勘察技术又叫TSP 勘查技术，地震勘察技术包含两个系统，即硬件系统和软件系统，常用的物探技术主要为TSP202 系统和TSP203 系统，TSP 勘察技术的优势主要是能够进行远距离的勘察工作、较高的分辨率、较高的抗干扰性；TSP 勘察技术在实际应用时需要相关技术人员充分了解勘察工作的具体情况，然后采用震检波接收器将接收到的信息进行分析并汇总，通过深入的分析得到最佳的结果，这一项技术是岩土工程勘察技术中很常用的一种物探技术。

（二）探地雷达技术

探地雷达技术具有较高的分辨率、较强的操作性，不会对周围的建筑结构造成大的影响，对周围环境造成影响，而这是传统勘察技术所缺失的，在现代的勘探技术中应用较为广泛。探地雷达技术的原理是分析地下介质的不连续性，通过先进设备发出的高频脉冲电磁波，来了解地下介质的地质情况和地层分布情况，通过对这些情况的获取得到勘察数据信息。探地雷达技术也是岩土勘察物探技术中常用的一种物探技术。

（三）CT 技术

CT 技术采用设置接受点和激发点，来探测地震波的走势，并根据探测出的地震波走势确定地质弹性波速，并据此得到地质分布图像，这项技术采用的原理就是通过探测到的地震波走势的差异来了解地址的内部结构。这项技术的好处就是能够在一定的时间内，能够让相关工作人员掌握施工区域的地质构造情况，此外，这项技术可以通过设置接受点和激发点对特定的地况进行针对性的探测，不同地况都能被恰当测定，能够保证勘察的准确性，保证施工质量。

三、物探技术的各种运用

（一）分析信号的质量

在进行信号采集时，一般选择在夜间进行信号的收集，因为白天的信号会受到噪音等干扰，因此夜间的信号质量比白天的信号高。此外，在进行信号分析前，要对未处理的信号进行适当的处理，但是某些时候，未处理的信号存在一些杂音，这些杂音会对信号处理的结果造成一定的影响，因此，在进行信号分析之前一定要注意对信号的杂音处理，以及对信号进行消波等工作，以此促进后续的信号处理工作，提高信号的质量。在对信号进行分析时，需要关注收集信号的长度、时间段等因素，然后对收集到的信号进行深入的分析。

（二）对数据进行处理

数据处理是勘察工作中的重要一步，即相关勘察技术人员核对获取到的且经过简单处理的数据信息，以此进行进一步处理，在处理过程中，相关技术人员还要对折射波数据进行分析处理，通过对折射波数据的分析处理了解工程建设中的地层深度、纵波速度等地址信号，以此来了解底层情况并有助于进行岩土勘察工作。

（三）对比结果

结果对比的作用是保证勘察到的数据的质量，在对结果进行对比时，相关技术人员对施工现场的具体地域的地形条件、地质条件进行分析了解。通过对地形地貌的分析了解加上对地形测点位置得到的数据进一步对数据进行处理，以便于得到初步的确定施工位置的土石分界剖面图，并通过适当调整土石分界剖面结果与判断速度达到物探技术使用目标。

四、综合物探方法的应用

（一）横波反射法

采用横波反射法进行地质探测时，通过探测地下不同的介质，得到不同的波阻抗，在探测仪器上得到不同的波长和波动图像，通过对发现的信息进行分析并解决相应的问题。横波反射法相对于纵波反射法使用得更多，因为横波反射法具有更好的抗干扰能力和高分辨率能力，因此得到的数据更有说服力。如地震波在地下进行传播时，在遇到不同的介质时地震波信号会在不同的介质上先后的反射回来，反射回来的信号会被地表检波器中接收到，并在地表检波器反映出来，然后相关技术人员通过获取地震仪中的数据，得到反射波的波长和波动图像，通过对这些数据的分析研究，可以对反射波长和波动图像的分析计算，了解相应地域的地质情况，以便更好地了解地下的构造情况进行更好的工作。

（二）多道瞬态面波法

多道瞬态面波法也是一种认识地质构造的方法，也利用的波的作用，利用面波在地下不同的介质中的传播速度的不同的到相应的信息，因为面波在不同地下介质中传播速度和变化特征都不同，相关技术人员通过采用瞬态冲击力的方法激发面波，采用传感器进行波动频率的记录，加之对地质岩土结构、频散曲线变化之间的关系进行分析来对地质的构造进行认识。

五、GIS 勘察系统

GIS 勘察系统又称为地理信息系统，这种系统作用是筛选，通过对数据的筛选来保证岩土勘察技术的准确性。GIS 勘察系统功能强大且多样，这项系统具有信息储存、空间数据计算、图纸绘制、信息储存等功能，其中信息储存、空间数据计算具有强大的功能，能够汇总并分析出各种数据信息，并筛选出各种信息的差异之处，而图纸绘制、信息储存等功能能够帮助对比新型勘察信息与传统勘察信息以此来及时更正勘察结构，并甄别出与实际数据差异较大的数据类型，这些功能都能够在一定程度上的提高勘察结构与勘察数据的准确性。GIS 勘察系统是勘察系统中的常用勘察方法，GIS 勘察系统的运用对岩土勘察水平的提高具有一定的好处。

六、岩土勘察技术的数字化发展趋势

传统的岩土勘察技术比较落后，勘察精度不高，通过传统勘察技术所得到的结果质量不高，提供给勘察技术人员的信息不真实，因此给勘察得到的结果产生较大的影响，不利于勘察工作的进一步推进。而岩土工程勘察的数字化技术相较于传统岩土勘察技术拥有更高的精确度、更高的勘察水平，相关技术人员采用数字化技术来获取勘察区域的地质情况，采用图像数据的方式进行处理，先进的数字化技术为技术人员提供了更高端的操作平台，因此技术人员在进行操作时更加容易，同时岩土的勘察工作得到的准确性也更高了。充分利用岩土工程勘察的数字化技术，能够在工作难度及结果获取上都得到相应的进步，为后续各项的稳步推进奠定基础。

（一）电子技术的应用

随着现代科学的快速发展，岩土工程勘察技术的数字化发展将会在电子技术上体现出来，岩土勘察技术在自动化、智能化方面呈现出较大的发展趋势。随着自动化、智能化的发展，岩土勘察质量将会有很大的提升，并且还能够缩短工期、降低成本的支出。数字化岩土工程勘察技术利用计算机软件平台进行汇总并进行分析，完全使用计算机来进行信息资料的处理，并且使得施工现场的数字化，使得施工具有时效性，并且采用岩土工程勘察器材进行机器分析替代人工分析，更精确、省力，为岩土勘察工作提供了支持。

（二）基于GIS 的岩土工程勘察数字化技术

岩土工程勘察数字化技术时现如今岩土工程发展的必然趋势。已有的岩土工程勘察数据库为数字化技术的发展提供了一定的保障。在提供工程建设的数据时，需要将数据库中的信息和工程建设中的实际数据一同提供出来；在构建数据库的时，需要将用户的原始数据、系统的数据过渡、最终的结果数据记录下来，确保岩土工程系统建设的一致性。其中用户的原始数据包括集合数据、测点基本信息等内容。原始数据指的是测点数据，系统的过渡数据是系统初级阶段构建的模型，用于信息的核对，最终的结果数据在于处理系统的过渡数据。

七、构建岩土工程勘察中的数字化系统

构建岩土工程勘察中的数字化系统就是将在实际进行岩土工程勘察时的各项数据进行信号转换工作，即将岩土工程勘察工作进行编程处理，将勘察工作与数字化工程联合起来，将勘察工作建立在可编程控制器上，强调自动化建设，将实地的岩土勘察工作的实施进行优化。通过人工将实地勘察到的数据进行人工的数字处理与识别，建立一种勘察、测量一体化的数字化模型，这样有利于岩土工程勘察作业的稳定。此外，将岩土工程勘察工作的实施情况建立到数字化平台上，相对于人工队对数据进行处理，数字化平台的数据处理相对更加容易，并且数字平台的建立能够帮助岩土工程在遭受到破坏后以数字系统为依据建立动态岩土模型，帮助岩土工作的继续开展，并时时监控岩土工程勘察工作的开展情况。对数字探测器的合理使用，时刻对施工场地的具体情况进行监测，以便于对后续的岩土工程勘察开展工作进行规划，帮助后续工作的顺利开展。

八、结束语

现代社会向前发展，城市发展对建筑技术提出了更高的要求，因此岩土工程勘察中的物探技术与数字化发展打开城市发展的大门，并解决建筑结构的多样性与复杂性。通过引进先进的勘察技术、勘察设备、电子技术的应用，以此来推进岩土工程勘察中物探技术及数字化的发展。本文就分析了CT 技术、地震勘察技术、探地雷达技术三种物探技术，以及三种物探应用技术，以及数字化系统的构建对勘探工作的帮助，通过对岩土工程勘察技术中的物探技术及数字化的发展的汇总讨论，明确岩土工程勘察与建筑工程的共同发展，有助于岩土工程勘察中物探技术能够不断发展。