工程物探方法技术

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1、工程物探方法技术及其应用2010年5月28日胡绕与各位学弟、学妹共同探讨内容提纲前言工程物探方法的应用前提工程物探方法及其应用几点认识一、前言物探，“地球物理勘探”的简称，是一门近代发展起来的地球科学、物理学与信息科学相结合的重要交叉学科，它应用物理学的理论和方法,研究各种地球物理场和地球的物理性质、结构、形态及其中所发生的各种物理过程的科学。当前，它在石油与矿床等地球资源的勘探开发、工程地质勘察与工程检测、地球环境的监测与保护等方面均有广泛应用。应用于工程建设的物探方法，称为“工程物探”。它是以研究地下目标体或障碍物与周围土体之间存在的密度、波速、电性参数、磁性参数等物理性质差异为基础，

2、通过观测、分析和研究这些物理场参数差异，进而确定地下目标体或障碍物的分布、规模及形态。一、前言目前，工程物探技术的应用领域已涵盖轨道交通、市政道路、桥梁、隧道、高速公路、铁路、管线铺设工程、房地产项目以及水利工程等。随着科技的发展和不断的应用实践，在传统的物探技术基础上，发展了浅层地震、地质雷达、面波探测、电磁波法、高精度磁法、高密度电法等工程物探技术，广泛应用于城市地下管线、地下埋藏物探测，基岩面起伏、断层的分布探测，滑坡、洞穴、岩溶探测以及各类路基、水坝等病害地基的勘查、地基场地土层的划分与评价，建构筑物的动力分析与计算所需要动弹性参数的测定，岩土体波速测定与稳定性评价，环境污染及有关

3、地质灾害的监测与评价，并取得了丰硕的成果。二、工程物探方法的应用前提工程物探涉及的方法技术很多，按照所利用的物理场源可分为直流电法、电磁法、浅层地震法、磁测法、微重力法、地温测量及放射性测量等七大类。工程物探方法的物理基础就是介质中存在许多物理性质不同的地质体或界面，它们在空间产生了天然物理场（包括重力场、地磁场、地热场及放射性辐射场等）或人工物理场（包括人工电场、电磁场、人工地震波场、弹性位移场）的局部变化（即产生异常场），因此派生出了各种物探方法。二、工程物探方法的应用前提如何选择合适的工程物探方法解决工程建设中的实际问题，首先必须具备一定的工作条件，这些前提条件包括：（1）被探测对象

4、与其周围介质间必须存在明显的物性差异；（2）被探测对象的几何尺寸相对于埋藏深度或探测距离应具有一定的规模；（3）被探测对象激发的异常场应能够从干扰背景场中分辨；（4）有适宜开展探测工作的地形与环境。三、工程物探方法及其应用电磁法地下管线探测探地雷达法瑞雷面波勘探高密度电法浅层地震勘探高精度磁法勘探水上物探目前，工程建设中开展较多且发展较为成熟的工程物探方法主要有：电磁法是目前探测地下管线最有效、最灵活也是最经济的物探手段。它通过向地下管线发射一次场信号，地下管线在一次场作用下，产生感应交变电流，交变电流在管线中流动又产生二次电磁场，在地面上用接收机通过对二次场的检测，实现对地下管线的探测，

5、它可对各种电缆及金属管线实施有效的探测和追踪。根据场源性质，电磁法可分为主动源法和被动源法。主动源法包括直接法、夹钳法和感应法；被动源法包括工频法、甚低频法。1.电磁法地下管线探测示踪法1.电磁法地下管线探测1.电磁法地下管线探测A、电力信号B、甚低频信号C、发射特殊信号在上海地区，每条高架、地铁、隧道、高速公路以及各类非开挖施工的第一步就是开展地下管线探测，其中首要物探方法便是电磁法，每年完成的物探管线长度约在10万公里以上。全国已有200多个城市开展过管线普查工作，采用最多的方法也是该方法。可以说，电磁法探测地下管线是目前中国应用最广泛的物探方法。1.电磁法地下管线探测2.探地雷达法地

6、质雷达利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式，由地面通过发射天线(T)向地下发射，当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射，并返回地面，被接收天线(R)接收，并由主机记录下来，形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此，根据接收到的电磁波特征，及波的旅行时间、幅度、频率和波形等，通过对雷达图像的处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。2.探地雷达法•接收天线采集反射回来的电磁脉冲信号，记录并显示在终端屏幕上，并进行数据处理•地下介质发生电性变化时产生反射•接收天线接收电

7、性异常体的反射高频电磁脉冲信号•发射天线向地下介质发射连续的高频电磁脉冲信号2.1探测地下管道右图空白区为污水管道位置，直径为1.8米，管顶埋深1.5米。左图大片空白区为合流污水箱涵位置，宽约5米，管顶埋深2.1米。2.1探测地下管道广西玉林某Ф400雨水管道雷达探测剖面图，管道位于剖面18m位置，管顶埋深2.4米。2.2探测桩位分布某建筑物桩位探测图2.3探测桩基承台某人行天桥承台探测图承台2.4探测地下室分布某地下广