微动勘探技术在城市地面沉降检测中的应用研究

徐 浩,吴小平,盛勇,廖圣柱,贾慧涛,徐子桥

(1.中国科学技术大学 地球与空间科学学院，安徽 合肥 230026;2.安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽 合肥 230022)

0 引言

地面沉降是在人类工程经济活动影响下，由于地下水流失，地下土层松散，地层固结压缩，导致地表高程降低的一种局部岩土体的下降运动[1]，国内外的很多城市都发生了不同程度地面沉降现象[2-6]，导致居民建筑物损毁，引发地裂缝甚至地面塌陷等次生地质灾害，严重威胁着人民生命财产安全[7]。

地下土体的松散程度严重影响其机械波的传播速度[8]。微动勘探技术又叫被动源面波法(passive surface wave method)，是面波勘探方法的一种。20世纪五六十年代，Aki[9]和Capon[10]分别用空间自相关法(SPAC法)和频率—波数法(F-K法)从微动信号中分离出面波并提取了面波频散曲线。之后，地震学家们对该方法进行了系统的探索研究[11-14]，使该方法能用来解决实际地质问题。冈田广(Okada)[15]在前人研究的基础上，经过十余年的实践和研究，系统地提出了微动勘探方法，从而使微动方法从理论走向实用。国内的研究者们于20世纪80年代末90年代初引入微动勘探方法[16-18]，并较早应用在地热资源勘查和浅部工程物探的研究工作之中[19-21]，由于早期数据处理技术的限制，在岩土工程勘察领域一直应用不多。2010年以后，该方法有了长足的发展，应用领域也得到了进一步的扩展，目前在岩土工程勘察[22-23]、地质灾害[24-26]、地热勘查[27-28]、城市地质调查[29-31]中均有应用，但应用在地面沉降检测中尚无研究案例。……