新疆建筑科学研究院(有限责任公司) 新疆乌鲁木齐 830002
摘要:目前,岩土工程勘察已不再拘泥于通过井探、钻探等常规传统手段,完成查明场地地层、提供承载力等基本任务,更需要在勘察阶段就查明场地特殊性岩土及各种不良地质作用发育情况,并提供基础形式及地基处理建议等更深层次要求,近年来更提出需要对场地周边环境及施工和建筑运营期间对场地和周边的的影响进行评价,总之对勘察成果提出了很高的要求,为完成这些目的,传统简单手段成本高、效率低,以突显劣势,成本和效率优势明显的综合物探勘察技术应运而生。
关键词:岩土工程;综合物探勘察;技术
1 技术基本原理
技术基本原理有很多,并且不同类型的勘察方法在技术原理上也存在着较大程度的差异。综合勘察技术实际上是对于包括大地电场岩性检测技术和多道瞬态面波技术以及高密度电阻率技术、横波反射技术等泛用的勘察技术进行综合性应用的技术。通常来说各种勘察技术的原理表现都存在着一定程度的差异,在这一过程中大地电场岩性检测技术的原理表现为合理的利用太阳风形成的电磁波作为激发场源,然后通过采用探测仪点频记录的方式来接收从地表不同深度反射出的电磁波信息,从而能够以此为基础来对于接收的电磁波的幅度和速度以及电阻率进行判定,最终能够精确的判断不同深度下地层性质和特性,因此能够实现对于岩土工程的高效勘察和评价。
2 技术优越性
综合勘察技术之所以得到广泛的应用就是因为其具有很强的技术优越性。首先其所采用的探测仪的体积非常小,重量也较轻,具有良好的便携性。其次,很多工作可以进行单人的独立操作,具有很强的灵活性。与此同时,综合勘察技术在使用的过程中往往不会产生多余的噪音和废弃物,不会对自然植被造成损坏,具有良好的环保性。特别是,综合勘察技术可以通过对大量测点进行汇总来获得勘察区全面真实的信息,因此其测量误差很小。正是由于综合勘察技术的上述优点,越来越受到岩土工程企业的重视,并得到广泛的应用。
3 综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用
3.1 大地电场岩性探测技术
这种探测技术属于一种新型的物探方法,该方法通过接收太阳风所产生的电磁波,进而对地下不同深度介质界面所产生低频反射电磁场信息进行分析,以此判断和识别地下介质的界面,一般情况下,可以利用这种方法来对岩层界面、断层、含水层和油气层进行判断识别。其主要原理是利用不同深度中岩石或者其它介质所反射电磁波的速度和幅度的不同,实现对不同深度的地层性质进行判断,目前这种方法已经被广泛的应用到岩土工程勘察当中。其主要优势表现在以下几个方面:首先是便于携带和操作,一般情况下,大地电场岩性检测所采用的探测仪的体积较小、重量轻,一个人就可以轻松携带,另外仪器操作较为简单,可以单人独立操作,在使用的过程中不会产生噪音或者废弃物,不会对环境造成破坏,探测的范围较大,一般可达到10000m以上,探测的种类也多种多样,不管是什么样的介质,都能够进行大范围的探测,同时能够保证探测信息的完整性和真实性;其次是探测的误差较小,准确度较高,根据其探测的基本原理可知,整个探测的过程,只接受大地天然低频电磁波信号,而不受其中地下水、管道和电压的影响,因此,探测精度较高。
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3.2 多瞬面波技术
根据物理学原理,面波在不同介质中传播速度不同,可利用瞬态冲击力作为震源,传出源源不断的面波,在脉冲荷载的作用下地面对其造成影响,在面波传播过程中,利用传感器对面波的垂直分布状态进行采集和分析,并以此信息制作成相应曲线图,根据不同介质之间频散曲线之间的变化规律,分析场地范围内的岩土特性和地质条件,多瞬面波技术的主要特点包括以下几个方面:其利用了物理学和面波的特性,对介质的种类和深度进行探测,反映出来的结果较为准确;一般情况下,这种探测方法主要分为稳态法和瞬态法,实际操作中可以根据岩土工程施工现场特点,选择合适的勘察方法,具有较强的适用范围。
3.3 横波反射技术
其基本原理与多瞬面波技术相似,均利用波的特性来进行探测,地震波在不同介质当中传播的速度不同,存在明显差异的时候会产生反射波,可利用安装在地表的检波器对反射的横波信号进行接收,通过对反射波的长短、速度和时间进行相应的计算,可对地下介质的特性和地质结构等信息进行了解,与纵波反射技术相比较,横波反射技术的反射波更为明显,并具有较高的垂直分辨率,此外,横波具有较快的传播速度,能够更快的得出探测结果,也保证了探测结果的准确性。
3.4 高密度电阻率技术
在岩土工程施工现场,各个岩土介质之间的点存在明显的差异,勘探人员可在需要探测的范围内施加一定的电场,在此范围内,电流会进入大地,由于不同岩土介质的电导性不同,工作人员可以根据电流的分布情况和变化规律,对岩土特性进行判断。一般情况下,高密度电阻率技术主要是利用供电电极向地下输送相应的直流电,并且在观测地点建立相应的电场,在需要对不同场地进行勘察的时候,可通过供电装置位置和排列顺序的改变,对电流的大小和传播方向进行改变,根据前后两次地面电场的变化,可对地表的电阻率进行精确的计算,根据不同部位电阻率变化规律和岩土介质的导电性差异,对岩土的特性进行判断。采用这种方法的主要优势体现在以下几个方面:首先能够一次性的对电极装置进行布置,在探测的过程中,可以根据实际情况对电极的位置进行改变,对岩土介质的数据进行全面且快速的收集,与常规的电极法相比较,其准确度较高;其次可进行多种排列方式的扫描和测量,使测量信息更加全面;最后,这种测量方法能够实现野外数据自动采集,自动分析和处理,自动输出相应的电阻率图标和曲线图,使测量结果更加直观明了。
4 结语
综上所述,随着岩土工程勘察专业化要求的不断提高,为提高勘察结果的准确性,综合勘探技术已经被广泛地运用在岩土工程勘察工作中,各种手段均有其突出优点及适用条件,只要使用得当,可更全面反映场地岩土条件。本着提高勘察效率和质量的目的,还需要不断地进行技术创新,将其他行业的技术,比如遥感技术甚至医疗透视等先进技术运用到岩土工程勘察中,促进勘察技术手段取得更加有突破性的发展。
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论文作者:于新辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签:技术论文; 岩土论文; 介质论文; 电阻率论文; 电场论文; 反射论文; 电磁波论文; 《基层建设》2018年第6期论文;