物探方法在工程地质勘察中应用和发展

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1、物探方法在工程地质勘察中应用和发展［摘要］本文仅对物探在工程地质勘察领域中的应用研究和发展作一概略的介绍和简略探讨，并通过实例重点介绍了以高密度电法为主的物探方法在工程场地滑坡勘察、隧道地质超前预报和岩溶洞穴探测中的应用及其探测效果。［关键词］工程物探滑坡空间预测趋势性滑动面［中图分类号］P631［文献码］B［文章编号］1000-405X(2014)-2-179-21概述物探作为一种工程地质勘探中的先进技术，近几十年来在国内外发展很快，其研究内容不仅超出了经典物探的范围，亦超出了传统工程物探的范围，随着我国城市建设和经济的发展，为适应种类繁多的工程项目的需要，物探的对象

2、从前期的矿产勘查，发展到工程前期的水文地质、工程地质条件勘查及提供工程设计、施工所需的依据。如对工程场地滑坡的空间预测和滑动面的确定；对隧道前方的构造带的勘查；对地下采空区和地下空洞的确定。为此，国外，尤其是日本、欧美等国对工程物探研究非常重视，投入了大量资金。日本在二十年前用于岩土工程的工程物探就占了物探总投资的74%,且逐年递增。在欧美等国亦占很大比重。加之物探技术效率高，成本低，获取信息多，能适应工程建设的需要，从而促进了物探在工程地质领域中的深入发展。物探方法提供的一些资料间接或直接地在工程设计、施工及工程质量检测中被大量采用，开拓了工程物探的应用领域，亦使物探

3、的方法技术和精度水平不断提高，日益完善。2研究的方法及对象应用在工程勘察方面的物探方法很多，涉及地震、电、磁、重力、放射性、测温、测井、声波等各种技术。用于滑坡勘查方面的方法，目前国内外均以电法为主，因其与岩体的电阻率关系密切，故而在探测的地质对象与周围介质间存在物性差异较大时效果最明显，用于隧道地质超前预报技术，能够较准确的检测出前方是否有隐伏的断裂构造带，为隧道施工减少了许多损失。地震、测温、声波等技术在工程地质勘察中也得到了一定程度的应用，有的也取得了良好的效果。目前，工程物探的研究对象主要集中在以下三个方面：(1)水文地质工程地质勘察；(2)灾害及环境地质调查；

4、(3)工程质量检测。3研究现状在现实的工程勘察中，物探方法主要用在对工程场地滑坡勘察、隧道超前预报和地下采空区、溶洞的探测中。本文主要对运用物探方法对工程场地滑坡勘察做一简单的评述。经在几个滑坡应用高密度电法测量系统进行勘测的结果，表明该方法在滑坡的调查中只要运用得当，对滑坡地层结构、地下水分布、后缘、出口位置、滑动面（带）的空间形态等要素的调查是可以取得比较好的效果的。对祈连县某公路段滑坡的勘查分析：根据高密度电法层析成像剖面图像（见图1〜图3）和高密度电法等视电阻率反演图像的判识，并经解释软件和人工经验解释相结合的定量解释，得到如下的结论：边坡上部的岩体较完整，为电

5、阻率大于2000Q-M的板状砂岩,崩坡积覆盖层较薄;下部坡体为严重风化的破碎砂岩，地下水很发育，深部有大面积汇水区，电阻率根据潮湿和含水程度的不同在10Q-M〜200Q-M之间变化，崩坡积覆盖层较厚。完整砂岩和强风化砂岩由于断裂带影响呈陡倾角接触，接触带附近的砂岩中存在直角形的两条连通的含水断裂带，但埋藏较深。路基的开挖已经破坏了局部坡体的稳定，在公路路基上部的崩坡积覆盖层中已有两处形成高阻的松动体（视电阻率大于400Q-M）。从高密度电法层析成像剖面图像（见图1〜图3）和高密度电法等视电阻率反演图象可直观反映出在坡体上部覆盖层中局部变形和下部变形体的范围和几何形状。根

6、据定量解释结果，在公路路基上部有长约100米，宽20-75米，深10-13米的坡体产生松动，有发生局部滑动的可能，且有向上部坡体发展，牵动上部松动体沿完整砂岩风化层顶面的发展的趋势。根据物探的结论进行了滑坡防止工程设计，并实施了工程，消除了交通安全隐患。说明：剖面位于滑坡体上部后缘，表层为崩坡积层的碎块石或碎石土，棕红色为高阻松动体。说明：剖面位于滑坡体中部，表层为崩坡积层中形成的红色高阻松动体，下部为风化砂岩。说明：剖面位于滑坡体下部出口附近，沿公路布置，表层为崩坡积层中形成的红色高阻松动体，但影响范围已经很小，下部为风化砂岩。总之，只要应用得当，物探工作的分析就可得

7、到可靠的结果。基本可满足滑坡勘探和滑坡稳定性整体评价的要求，定量分析结果可部分提供防治工程设计的可靠数据。4发展趋势综上所述，我国物探在工程地质领域中的应用已非常广泛，其中有些已接近和达到国外同等水平，但就总体水平而言，与国外还有一定差距，尤其是仪器方面，不少方法的应用也还不能满足设计、施工的需要，尚处于探索阶段。但国内在这一领域的研究从未间断，前景广阔，可以预测，今后的研究将着重于以下几个方面：（1）更广泛地直接提供工程设计、施工所需的依据及稳定性评价指标的研究。(2)高边坡滑坡、路基病害防治工程设计、施工等的参数与检测方法的研究。(3