工程物探技术在岩土工程中的应用及前景论文_张利军

工程物探技术在岩土工程中的应用及前景论文_张利军

中化地质矿山总局山东地质勘查院 山东济南 250013

摘要:在岩土工程实际的探测过程当中,岩土工程需要相关探测与地质资料的支持,只有这样才能够保证岩土工程设计与组织规划能够按照相关施工计划来进行,从而对工程建设效率与质量有着更好的提高。岩土勘测过程当中,工程物探技术是一种比较常用的方式之一,能够将数据的真实性与可靠性得以更好的提高。因此,本文首先对工程物探技术进行了陈述,再深入分析工程物探技术在岩土工程当中的运用,并且指出了提升运用水平的有效措施,从而为其在实际当中相关技术人员运用这技术提供了重要的参考。

关键词:工程物探技术;岩土工程;应用前景

前言

在岩土工程当中,工程物探技术是一种经常使用的方式,其主要是勘测岩土工程的地质环境与条件等相关因素,而且这一技术能够很好的提高建设的质量与勘测的整体水平。通过物探技术的科学合理的运用,能够有效的收集岩土工程当中有关地质与其他的数据信息,从而有利于设计人员与相关的组织规划人员对于地质资料以及书籍信息进行更好的掌握,保障岩土工程的设计与规划工作可以有效的展开,这样能够在很大程度上减少外界因素对于岩土工程带来的不好影响,从而将岩土工程的社会与经济效益得到更好的实现。

1工程物探技术概况

1.1工程物探技术简介

工程物探技术也称之为地球物理勘探技术,是近几年一门新兴的地质学科,发展的十分迅速,其能够很好的应对工程中遇到的地质问题。以往在对岩土层自然或者人工物理场变化情况进行测量时,由于技术的限制所以结果会存在很大的差异。随着工程物探技术的发展,一些观测仪器更加精密,其在进行观测以后,能够根据地下岩土层物性差异情况,准确找到岩土层空间的展布范围以及得到岩土层的物性参数,打破了工程地质问题对工程质量的束缚。根据作用原理和使用设备的不同,将工程物探技术分成五个方面的内容,分别是探地雷达、地震勘探、电法勘探、层析成像以及弹性波测试,每个内容下面又包括很多的技术方法。比如,就探地雷达来说,它包括宽角法、环形法;就地震勘探来说,它涉及到瑞雷波法以及浅层反射等;就电法勘探来说,它涉及电剖面、电测探以及充电法等;层析成像包括电磁波速度以及声波层成像等;而地震波法和声波法则是常见的弹性波测试方法。在实际施工过程中,需要根据当地的实际情况,具体决定使用哪种方法。

在实际当中工程物探技术是以地下土质体或者是岩土层之间的物力性质区别作为基础,其是工程地球物力勘探技术的简称。对于岩石工程当中的地质问题通过工程物探技术来进行很好的解决,主要是运用人工物理场的变化与仪器观测自然来对地下地质体的形状以及大小来进行确定,与此同时还可以对岩土体的物理参数进行测定。工程物探技术能够为虾米提供相关的岩土体参数与地质条件,这样就能够提供给工程设计与施工人员有效的参考,并最大程度的减少地质因素对设计与施工带来的不好影响,进一步提高岩土工程项目施工的效率与质量。

1.2工程物探技术同岩土工程的关系分析

在岩土工程施工前期,工程物探技术是一个重点任务,它直接决定着岩土工程设计以及施工质量,同时也是实际当中岩土工程规划和设计必须进行的一项勘测工作。岩土工程师在完成工程物探技术之后,应该与所获得到的相关资料进行紧密结合,深入的分析岩土工程所在区域的岩土状况以及地质条件等相关资料,从而对于岩土工程造成不利影响的相关地质因素得以有效的掌握,提前制定好相关的科学合理解决措施。

2工程物探技术分析

工程物探技术主要是根据地下岩土层在物理性质方面的差异性,借助于相关检测仪器对勘查区域内的岩土工程物性参数进行测量,进而为工程建设的规划、设计、施工提供理论依据,工程物探技术在具体应用过程中具有以下特点:

2.1具体勘查中需要综合多种方法,从而保证勘察的准确性,比如:高密度电法、钻孔声波测试、地质雷达、电磁波CT等,综合不同物探方法,可对地质条件较为复杂的岩溶发育地带、岩土软弱带等进行鉴别区分。

2.2物探技术在应用过程中应根据勘察目的、物探方法的适用条件、优缺点、勘察经济性等多项因素综合后,确定出最佳的工程物探方法。

2.3在正式进行岩土勘察前,需要做好充足的前期准备工作以及基本试验,确保勘察技术方案的可行性和合理性。

2.4在实践应用中,可将物探技术勘察结果和其它勘察技术进行比较,从而不断积累经验,通过理论分析和实践相结合,促进物探技术的应用和发展。使其能在岩土勘察中发挥更好的应用效果。

3工程物探技术在岩土工程中的应用

工程物探技术在岩土工程当中具有极其重要的作用,其对于岩土工程的施工和建设是一项重要的技术,本文当中对于实际的具体应用进行了深入的分析,从而有利于显著提升岩土工程设计以及施工质量。

3.1工程物探技术在岩土工程勘察中的应用

对于岩土工程设计以及施工而言,勘查是它得以顺利进行的一个重要因素所在。岩土工程勘测当中通过工程物探技术的合理科学应用,又能够得岩土体的物理性质以及相关的地质资料,从而可以有效地提升岩土工程勘察的水平以及相应质量。另外,将岩土工程勘察技术以及工程物探技术进行充分的结合,就能够全面的提升两个技术水平,从而对于岩土工程施工进度以及质量方面的影响因素进行及时的发现,有利于岩土工程师对于资料的获取以及结合,进行科学控制措施的制定,这样就能够对地质带来的不利影响尽可能的降低。比如说,将岩土勘探技术同弹性波技术之间进行紧密的结合,就能够对于地下的区别进行明了的分析,从而有利于显著的提升岩土工程考察的效率以及质量,对于工程的顺利开展打下坚实的基础。另外,工程物探技术查明的效果相对比较清楚,能够计算以及分析所获取到的相关信息,这样就能够很好的掌握岩土工程的实际情况,并且这一技术应用的效率相对比较高,成本又比较低,在岩土工程当中可以对于这一技术充分的利用。

3.2工程物探技术在岩土工程检测中的应用

岩土工程的检测对于后期使用以及服务具有直接的影响,一旦检测结果准确性不够,检测不彻底,就不能够有效地保证岩土工程的可靠和安全性。为此,对于岩土工程的检测工作应该给予重视,将工程物探技术看作是有效的检测方式,对于工程的基础进行相关内容的检测,从而合理的判断它是否同时用和设计标准相吻合,将出现安全隐患的概率大幅度降低。除此之外,在岩土工程检测过程当中,工程物探还可以通过电法勘探来评估以及检测工程的裂缝,同时合理的判断裂缝的等级,从而有利于从事这一方面的相关人员采取合理措施对其进行控制。比如,在水利工程当中,选取电磁波传递速度差异对于裂缝进行相关的检测,保养就能够对于大坝当中所出现的裂缝等级进行及时合理的发现,然后通过注浆技术来有效地处理裂缝,这样就能够有效的避免出现不必要的安全事故以及大坝漏水问题。

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3.3工程物探技术在岩土工程质量控制中的应用

岩土工程施工质量也是岩土工程管理中的重点,在岩土工程质量控制中,通过工程物探技术能够为岩土工程质量控制提供参考,保证岩土工程施工质量,避免施工事故的发生。在岩土工程质量控制应用物探技术过程中,既可以采用抽样调查方法,又可以采用大面积检测方法。通过物探技术在岩土工程质量控制中的应用能够极大的保证岩土工程施工质量,比如在岩土工程桩基检测中,可采用低应变检测技术对桩基施工质量进行控制,便于发现桩基施工中存在的基桩缺陷。总之,物探技术的发展使得工程物探技术在岩土工程勘察、岩土工程检测以及岩土工程质量控制等方面均得到了重要应用。

4提高工程物探技术在岩土工程中的应用水平

在岩土工程实际当中应用工程物探技术的时候,它的勘探结果对于工程的施工以及设计质量都有着直接的影响,为此,采取科学有效的措施来提升工程物探技术的应用水平是十分必要的,为此,在本文当中笔者从以下几方面提出了一些科学合理化的建议,从而为实际当中更好的应用这一技术提供必要的指导。

4.1科学选择工程物探方法

相关的技术人员在工程物探方法选取的时候,应该从岩土工程的实际情况进行紧密的结合,综合的考虑施工所在地的自然环境以及地质条件等等相关的影响因素,从而能够保证所使用的工程物探技术勘探效果更加的理想,进一步的提升勘探结果的可靠以及真实性。

4.2综合使用工程物探方法

在实际当中,如果仅仅通过某一种勘探方法对于全部的岩土工程资料不能够有效的获取时,此时可以对于多种工程物探方法进行综合的利用,然后对于所得到的结果进行对比分析,从而得到更加有效以及精准的信息,为工程的建设提供必要的指导。

4.3科学设置剖面

相关的技术人员在工程物探技术应用过程当中,对于剖面应该进行科学合理的设置,使得剖面对于一些已知的钻孔等相应的点位能够通过,这样就能够将岩土工程当中工程物探技术的应用质量进一步提升。

4.4科学开展地质调查

在应用工程物探技术时,相关的技术人员对于调查工作要进行科学合理的开展,同时将地质理论同所得到的物探结果之间进行紧密的结合,并且还应该同岩土工程师之间加强沟通以及合作,对于勘察所得到的结果进行对比分析,从而才能够将不必要的安全事故有效的避免,从而将工程施工以及设计质量显著改善。

5工程物探技术在岩土工程中的应用前景分析

工程物探技术在岩土工程中的应用和自身优势有着直接关系,比如:检测费用较低、检测效率高、检测结果准确性高等,伴随着我国计算机技术的快速发展,工程物探技术在实际应用中具有广泛的应用前景,具体的有以下几点:

5.1地质雷达

地质雷达技术在工程物探技术中应用较多,尤其是对于一些大型铁道工程中的隧道岩土勘测,采用地质雷达能够取得较好的效果。比如在某一铁道工程隧道施工中,采用了地质勘查技术,通过具体的应用过程,发现了在实际勘察中存在的问题有:

5.1.1探测过程中的深度问题,在隧道岩土勘察中,随着深度的变化,在勘察过程中的地质雷达发射的电磁波以及电磁波频率都会表现出衰减,最终造成了地质雷达技术在应用过程中检测分辨率较低,这一问题的出现要求在实际的勘察中在某些参数确定的情况下,应该增加勘察过程中的地质雷达发射功率以及分辨率。

5.1.2地质雷达实际勘察中会受到地面金属体的影响,一定程度上会对实际勘察结果产生影响,从这个角度分析,在应用地质雷达技术进行岩土工程勘察中需要采取相关的保护措施,消除检测区域周边某些金属体对实际检测结果的影响,这些都是在后期需要进一步研究和分析。

5.2地震波层析成像技术

地震波层析成像技术在岩土工程勘察中的应用可以保证较好的成图质量,从而可更加直观间接的对勘查情况进行分析。将浅层地震仪作为地震波层析成像技术中的主要仪器,能够通过该技术体现更好的层析成像,除了能够排除勘查区域表面的障碍物外,还能够了解风化层对岩土工程的影响。科学的地震波层析成像技术能够借助于深层次的地质钻探完成剖面的实际测试,而在具体的实践应用过程中,电缆和井深度会对剖面测试的具体结果造成影响。如果在勘察过程中井深度较大、电缆长度较长,此时对应的地震波层析成像技术对应的剖面深度较大。比如在地热资源可行性勘查中,采用地震层析成像(CT)技术勘察后获得了对应的CT影像图,结合图中的电阻率变化、地电结构特征等能够对不同地质剖面断面图进行预测和分析,从而明确地层的结构变化,实践表明在勘察中较为可靠。

结束语

综上所述,在岩土工程当中运用工程物探技術将有着非常重要的作用,作者从工程物探技术分析,对其在岩土工程检测与质量控制技艺勘察当中的运用进行深入的探究,并且提出了提高这一技术运用水平的相关措施。在当前社会当中,在现有技术条件下,做好创新与研究工程物探技术已经成为了目前众多研究人员所关注的问题。因此,作为这一方面的工作人员,要对工程物探技术所具有的运用价值进行深入的探究,从而更好的提高岩土工程施工与设计的整体质量,并促进岩土工程的顺利展开。

参考文献

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作者简介

张利军(1983~)男,高级工程师,注册岩土工程师,工勘院副院长,毕业于安徽理工大学,从事岩土工程勘察工作。

论文作者:张利军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/1/31

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