上海新地海洋工程技术有限公司 上海 200080
摘要：工程物探技术是一项比较常见的岩土工程施工技术，其主要功能在于可以对岩土工程的地质条件和地质环境等各种因素进行勘探。应用工程物探技术能够提高对岩土工程的勘察水平，提升岩土工程的建设质量。并结合相关岩土工程地质资料和相关数据整理成有效资料，帮助工作人员依据收集的资料，做出最科学的判断，方便对岩土工程进行合理规划，实现对岩土工程的最优设计，从而达到比较好的经济效益和社会效益。
关键词：岩土工程；物探技术；应用
现阶段，物探工程技术已经取得了飞速发展，主要表现在依据电学理论、电磁波原理以及弹性波原理等衍生出来的工程物探技术。物探工程作为新型的、有效地勘测手段已经逐渐被岩土工程专业人员所接受。并对岩土工程中问题的给出了合理的解决办法，与传统勘测手法比较，物探技术不受使用场地、地形的限制，拥有节约时间、勘测精度高、节省成本等特点，发挥了总要作用。
1 工程物探技术特点
应用工程物探技术可以有以下几个特点：第一、勘察期间会结合应用钻探、室内测试、高密度电法、地质雷达、钻孔声波测试、电磁波CT、数字钻孔摄像等技术，考察的地质体范围比较广。第二、应用工程物探技术需要结合它的适用性和局限性，针对不同的勘察物体、不同的勘察结果需求需要选用不同勘察技术或几种技术，具有很大的灵活性。第三、物探技术采用的是间接方法，其结果还应该结合当地的钻探、原位测试、试验结果，仔细比对并验证。
2 地质雷达物探技术
2.1 地质雷达技术的概念
地质雷达，一般也被称为GPR，它是一种发展迅速、快速高效且精准度很高的工程勘查技术和无损检测技术。之所以被称为地质雷达，是因为在利用高频电磁脉冲波对地质探测对象进行探测的过程中，其探测的方向主要是由地面向地下发射电磁波。探地雷达以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点，已广泛应用在岩土工程勘察领域，并取得较好效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于高频微电子技术和计算机数据处理技术的高速发展，雷达探测技术也随之得到了质的飞跃和突破，并且在各类工程中的应用领域越来越多，当前我国基本上所有的重大工程质量检测都离不开地质雷达的作用。与其他类似的物探技术相比，地质雷达技术具有比较优势的地位，其探测的分辨率以及精准度都是不可比拟的。
2.2 影响地质雷达探测精度的主要因素
地质雷达探测的精度对于其在工程物探应用中的有效性十分重要，因此我们必须掌握影响探测精度的主要因素，通过调整这些因素来到达更好的探测效果。首先，高频特性和宽频特性都是地质雷达探测精度的重要影响因素。雷达发射的电磁波主频越高，主频段越宽，波长越短的话，其空间分辨率才会更高。其次，雷达测试的干扰因素也会影响其探测的精度。因为电磁波在任何介质中的传播都是呈指数规律递减的，因此如果介质中干扰因素太强的话，会对探测的结果造成一定的影响，导致精度降低。再次，能量衰减和合成波速度带来的误差也会影响地质雷达探测的精度。
3 地质雷达物探技术在岩土工程中的应用前景
3.1路面质量检测及路基检测
我国现有高等级公路一般采用沥青混凝土或水泥混凝土路面，基层与路基材料一般为水泥土、水泥稳定粒料、石灰土、石灰稳定粒料、石灰粉煤灰土等。道路各层之间都存在介电常数的差异，为雷达检测道路结构提供了可靠的地球物理依据。在用探地雷达对道路结构进行检测时，如果道路的局部地段受到破坏，则介质的电性将发生变化，从而导致雷达波反射信号的双程旅行时、振幅及频谱特征发生明显变化，根据这些变化特征，就可以推测路面下基层、路基等的状况，达到检测目的。
地质雷达通过发射天线往地下发射高频率、宽带脉冲电磁波束，电磁波在地下传播过程中遇到地下介质结构、导电性、导磁性和介电常数的变化起传播路径也将产生相应的变化。这些变化了的电磁波被接收天线接收后传到主机将模拟信号转化为数字信号储存在存储单元中。当目标体在天线信号范围之内、信噪比适当的时候便能够被雷达探测出来。雷达实时记录电磁波从发射到接收过程的时差，由于电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据探地雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差ΔT，即可根据公式算出地下异常的埋藏深度H。通过探地雷达的检测波形，可初步判断相对不利路段，从而为后续检测工作带来便利。
3.2构筑物质量探测、桥梁检测和加固工程
由于地下水的长期作用，有些重要设施的地基会发生局部空洞或较大范围的孔隙带，从而严重危胁这些设施的安全使用。由于空气与水介电常数的差异，地质雷达能在无损的前提下发现诸如水坝裂缝、蚁穴、涌通道等多种水坝隐患，指导加固工程，并且能够检测加固效果。目前在坝体隐患探测方面最大的困难在于穿透能力不足和地表干扰难以避免，怎样实现精准测量尤其是高厚坝体的隐患探测尚需加以研究。
隧道健康诊断是地质雷达最新应用方向。应用地质雷达可以对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查，并对隧道的病害进行分析，评价隧道的安全状况，提出整治病害的对策和措施。目前，对隧道结构物的健康诊断，绝大多数采用的是专家组目视的方法。这种方法仅限于结构物的表观病害检查，而对结构物的内在病害却无法评价和判定。检测人员曾采用钻孔的方法检查衬砌背后的缺陷和厚度，这种方法直观、可靠，但是对结构物自身造成严重的破坏。随着无损检测的引入，检测人员采用打击声的方法检测衬砌裂缝深度和衬砌背后空洞，这种方法比较简单，但准确率不高，而且对衬砌厚度很难判断。而地质雷达在探测隧道衬砌背后缺陷和衬砌厚度中独有的高分辨率、经济和快速优势。
3.3在工程地质勘查中的应用
大型工程建筑对地基质量要求很高，当地下工程地质条件横向变化较大时，常规的钻探由于只能获得点上的资料，无法满足基础工程的要求，而探地雷达由于能对地下剖面进行连续扫描，因而在工程地质勘察中得到广泛的应用。
4、地质灾害调查
我国南方地区存在大量的岩溶发育，岩溶地质问题成为当前工程建设中的一大复杂地质难题。一些岩溶地质灾害给国家造成重大经济损失，甚至威胁人民的生命安全。因此了解岩溶地区的地质构造和岩溶发育规律，准确勘查地下岩溶洞穴，为各部门的工程设计与施工处理提供可靠的依据十分重要。目前，岩溶地质探测在物探方法中仍然以电法勘探为主，但是探地雷达以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点，已广泛应用在岩土工程勘察领域，并取得较好效果。
5、基岩面探测
高层建筑对地基的附加应力影响深、范围广，对地基土的承强力要求高。当场地的地基土层软弱，而在其下不太深处又有较密实的基岩持力层时，常常采用基岩的桩基础设计。在基岩面起伏剧烈地区，详细描述基岩面起伏对桩基础设计有重要意义。鉴于勘探成本，用钻探无法控制这类基岩面的变化。应用探地雷达探测基岩起伏则效果明显。
6总结
综上所述，（1）在勘察中结合钻探、高密度电法、室内测试、地质雷达、电磁波CT、钻孔声波测试等，可以查明岩溶的裂隙发育情况、岩体软弱的破碎带以及地质条件等，工程物探技术可以作为地质勘探中的重要技术手段。（2）工程物探技术在工程质量检测、工程安全评估等方面具有相当的技术优势。
参考文献
[1]孔祥睿. 工程物探技术在岩土工程勘察中的应用研究[J].世界有色金属，2017（20）：262+264.
[2]黄继辉，洪艺勇. 工程物探技术在岩土工程中的应用[J].江西建材，2017（13）：208+210.
[3]王成龙. 工程物探技术在岩土工程中的应用及前景[J].住宅与房地产，2017（18）：294.
论文作者:倪宝玉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/23
标签：物探论文; 地质论文; 工程论文; 技术论文; 电磁波论文; 基岩论文; 岩溶论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;