摘要:综合物探技术在现代岩土工程勘察过程中的广泛应用,有效的促进了项目设计以及施工组织技术实施的经济性、安全性,对确保岩土工程整体施工质量意义重大。本文先对物探技术进行综合分析,并在此基础上就其在岩土工程勘察过程中的应用实践以及应用发展前景,谈一下个人的观点与认识,以供参考。
关键词:岩土工程;综合物探;勘察;研究
岩土工程勘察是建筑工程项目设计获取地下地质资料的唯一途径,全面了解和把握岩土工程项目的工况特点及地质条件,有利于提高建筑工程施工的安全可靠性和经济性。物探是岩土工程勘察技术的一种,其快速、高效的特点使其在工程建设过程中的应用价值非常的显著。
1 综合物探技术
综合物探技术是指应用两种或两种以上的物探方法解决同一地质问题的技术,在现代建筑领域范围内其应用非常的广泛。根据岩土工程勘察的特点、物探方法技术的原理及适用性等,应用在岩土工程勘察项目中的物探技术主要有以下几种。
1.1 电法勘探
电法勘探是以不同岩土体电(磁)学性质差异为基础,通过观测和研究电(磁)场的分布规律,来解决地质问题的物探方法。工程勘察中应用较多的有电测深法、电剖面法、高密度电法、电磁法等。一般情况下,若没有特殊说明,电法勘测指直流电阻率法勘测。
高密度电法是一种阵列式电阻率测量方法,集电测深和电剖面装置于一体,采用高密度布点,进行二维地电断面的测量,既能揭示地下某一深度水平岩土层的变化,又能提供岩土层沿测线方向变化的情况,通过计算机软件的处理和成图,形成一张二维地下电阻率分布情况的剖面成果。
高密度电法一次性布置一定数量的电极,电极间距相等,每个电极用与一个开关连接,按设计好的程序,控制开关的闭合顺序,利用主机测量电流、电压,并记录供电电极、测量电极的编号,计算K值和视电阻率并存储,然后转入下一点循环测量,实现高效数据采集,获取大量地下电阻率数据。
1.2 浅层地震技术
浅层地震勘探技术,是一种依据岩土层的弹性差异,通过人工激发的地震波在岩土层中的传播规律以探测浅地表地质构造、划分地层或测定岩土体力学参数的一种地球物理方法。岩土勘察中主要应用的方法有折射波法、反射波法、面波法和弹性波CT。
浅层地震技术探测精度较高,因其与岩土力学性质存在一定关联,近年来,该技术中在岩土工程勘察中的应用非常广泛,获得了较高的高分辨率和较好的效果。
1.3 探地雷达
探地雷达勘测是一种运用电磁波传播理论来进行勘探的物探方法。通过发射天线向地下介质发射广谱、高频电磁波,当电磁波遇到电性(介电常数、吸收系数、电导率、磁导率等)差异界面时,会发生电磁波的折射、反射、透射等现象,同时介质对电磁波也会产生吸收滤波和散射作用,接收天线接收并记录来自地下的电磁波信号,经过相应的数据处理,得到地质雷达图像,结合工程地质条件,解决工程地质问题的一种勘探方法。
2 岩土工程中的综合物探技术应用实践
2.1 综合物探在岩土工程质量检测中的应用
岩土工程质量检测关系着工程项目的使用和施工过程中的质量控制,为此,实践中应当强化岩土工程质量检测工作,采用综合物探技术对岩土工程施工质量进行检测,以此来判断施工质量达标与否。岩土工程项目建设以及检测中,经常采用弹性波法、探地雷达法、电法勘探技术对工程沉降问题进行检测以及评估,准确判断沉降等级及原因,以此来促进作业人员采取有效措施予以防控。某水利工程项目施工建设过程中,采用弹性波技术、电磁波技术进行裂缝结构检测,准确发现了坝体结构的裂缝等级,同时利用注浆技术手段来处理裂缝,有效规避了水利工程坝体漏水的安全事故。
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2.2 综合物探技术在工程施工质量管控中的应用
综合物探技术的正确应用,能够实现对岩土工程施工质量的管控,并且促使施工质量提升,对于规避施工质量问题具有显著的作用。某核电厂置换土处理在施工过程中,采用搅拌桩和灌注桩两种施工模式进行承载力试验,采用物探和静载的方法现场进行测试,由于静载只能在地表进行测试,而物探通过孔中测试和地面测试相结合,经过与静载成果对比,最终放弃灌注桩施工方案,为工程施工节省了大量经费,也为工程的安全性提供了翔实的测试数据。
2.3 综合物探技术在工程勘察中的应用
岩土工程勘察是工程设计以及施工作业工作顺利进行的保障性条件,科学的利用综合物探技术手段能够有效提高岩土工程勘察的准确性,提高岩土勘察质量和水平。将综合物探技术与岩土勘察技术方法有机地结合在一起,有利于促进二者的共同提高。某电厂在选址过程中发现厂址存在岩溶发育,采用高密度电法探测,划分出了厂址岩溶发育分布范围及强烈程度;在施工图设计阶段,利用大量的钻孔,在孔中进行弹性波CT探测,准确定位岩溶的位置及规模,为项目施工设计提供了详细的地质资料。
3 物探技术的应用前景分析
近年来随着计算机技术水平及仪器设备精度水平的不断提升,物探技术发展很快,地震波层析成像技术就是利用高效的计算技术对探测目标体进行速度重构,划分出地质异常体;地质雷达技术利用高频的电磁波通过屏蔽天线穿透表层覆盖体探测直径较小的钢筋或脱空区等,对路面、隧道衬砌进行检测,探测钢筋数量和直径、脱空区等安全隐患。
3.1 地震波层析成像技术
作为一种先进的工程物探技术手段,地震波层析成像技术主要是基于地震波的初至时间对岩土层进行速度分层,进而判断岩土层的力学性质。地震波层析成像技术是现代地震数字观测技术与计算机技术相结合的产物,因其分辨率高的特点,主要用于地下精细结构和目标体的探测。
3.2 探地雷达技术
随着科技的进步,探地雷达天线可以采用向上屏蔽的技术,增强向反方向发射电磁波,增加探地雷达的探测深度。因频率越低雷达天线越庞大,对电磁波的屏蔽就越困难,目前,最低频率屏蔽天线已经达到90MHz;而高频雷达天线因其体积小,较容易实现对电磁波的屏蔽,常用于隧道检测钢筋密度及直径的屏蔽雷达天线频率高达900~1200MHz;由于探测深度的需要,对于隧道衬砌及路面脱空区的检测一般采用200~450MHz的屏蔽雷达天线。研制电磁波屏蔽新技术,特别是针对低频雷达天线的电磁波屏蔽技术是物探技术发展的方向之一,该技术可以大大提高探地雷达的抗干扰能力而充分发挥探地雷达高分辨率的技术特点,为岩土工程勘察、检测、监测提供准确的信息资料。
4 结语
物探技术因其多解性使单一物探方法解决地质问题存在较大的不确定性,综合的物探方法解决同一地质问题,可以从不同的侧面反应同一个地质问题,会大大加强解决地质问题的能力;特别是地质条件较复杂时,综合物探技术能够提高岩土工程勘察的准确度和精度,使工程项目设计的周密性和经济性得以提升。
参考文献:
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作者简介:
覃建波(1975—),男,硕士,工程师,湖北宜城人,从事电力工程物探技术的应用及研究。
论文作者:覃建波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/7
标签:物探论文; 岩土论文; 技术论文; 电磁波论文; 地质论文; 工程勘察论文; 天线论文; 《基层建设》2018年第35期论文;