工程物探方法探测覆盖层的工程地质效果分析

摘要

作为水文地质勘探、工程地质勘探和环境地质勘探都必不可少的方法之一，工程物探方法在我国的工程建设事业中发挥着越来越重要的作用。近些年来，工程物探方法作为一种间接的探测方法，由于具有勘探范围广泛，成本较低的优点而被越来越多的应用到工程建设当中。在许多大型岩土工程项目中，需要探测基岩的埋深，因此，确定基岩上覆覆盖层的深度等参数，对于这些岩土工程建设来说，是至关重要的。地下介质的复杂性使得探测手段具备了多样性，每种物探方法由于所依据的原理不同，其探测方式就会有所不同。地球物理勘探中常用的重、磁、电、震这四种方法，分别是利用重力异常、介电常数差异、视电阻率差异和波阻抗差异来探测地下介质的。由于每种物探方法只是从单一的物性参数出发，往往带有不确定性，使得物探资料解释所得的地下地质情况跟实际情况会有所偏差。覆盖层多是由第四纪地层组成，而这些第四纪地层又以土体居多，不同的土体力学性质不同，一般的土体由于力学性质较好，对工程建设影响较小;一些特殊性土，如湿陷性土、红黏土、软土、填土等，其力学性质较差，因此，覆盖层存在将会给工程带来地基不均匀沉降、稳定性较差等影响。由于钻探的成本较高，且只能覆盖到点，并不能完全探知地下的地质情况，而工程物探在探知地下的地质情况的同时，能够结合钻探资料完成对覆盖层的探测。另一方面，工程物探方法种类繁多，覆盖层的探测应结合测区的物性条件、地质条件和地形特征等综合因素，合理选择一种或几种物探方法从而达到最佳的工程地质效果，这样不仅提高了工作效率而且也节约了成本。
　　本文以工程中覆盖层探测为依托，通过对场地的地质条件和地球物理条件进行踏勘研究，结合工程物探方法的原理、适用性和有效性，在对比分析了相关物探方法的优缺点以及互补性的基础上，在该场地应用高密度电阻率法、浅层地震反射波法和地质雷达法来探测覆盖层，各物探方法的探测结果与钻孔资料进行了对比，取得了良好的工程地质效果。研究和应用表明，在相同条件下，浅层地震反射波法在覆盖层厚度探测中与钻探资料偏差最小;高密度电阻率法由于根据电性差异进行探测，岩土体的含水性以及上覆层中不同物质的影响，都会对高密度电法的探测结果产生大的变化;地质雷达在选择天线时需要选择合适的频率，以适应场地的地质地球物理条件，达到勘探的深度;浅层地震是利用地震波的波阻抗差异进行探测的，一般来说，不同的岩层其波阻抗是不同的，因此其探测结果与真实值更为接近。在此基础上建议在相同或者相似的条件下探测覆盖层时，可以选择浅层地震反射波法作为最优的探测方法，在减少工作量的同时也提高了效率。当然，由于物探资料的多解性，在当地钻探条件不允许的情况下也可以结合其它物探条件，提高探测精度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要研究思路、内容及成果

第2章 覆盖层工程地质探测中的物探方法研究

2．1 覆盖层的工程地质意义及其探测方法的选择

2．1．1 覆盖层的工程地质意义

2．1．2 覆盖层探测的物探方法选择

2．2 高密度电阻率法

2．2．1 高密度电阻率法的特点

2．2．2 高密度电阻率基本理论

2．2．3 高密度电阻率法的测线布置

2．2．4 高密度电阻率法的装置类型及特点

2．2．5 高密度电阻率法的相关参数选择

2．3 浅层地震反射波法

2．3．1 浅层地震发射波法的特点

2．3．2 浅层地震发射波法的基本理论

2．3．3 浅震反射波法的测线布置

2．3．4 浅震反射波法观测系统

2．3．5 浅震反射波法的相关参数选择

2．4 地质雷达法

2．4．1 地质雷达的特点

2．4．2 地质雷达的基本理论

2．4．3 地质雷达的探测方式

2．4．4 地质雷达的适用性

2．4．5 地质雷达相关参数的选择

2．5 各种物探方法的优缺点

2．6 本章小结

第3章 工程实例的应用与对比分析

3．1 测区工程地质及地球物理特征

3．1．1 测区工程地质情况

3．1．2 测区地球物理特征

3．1．3 物探方法的选择

3．2 工程物探方法与技术

3．2．1 高密度电阻率法

3．2．2 浅层地震反射波法

3．2．3 地质雷达法

3．3 工程地质效果对比分析

3．3．1 高密度电阻率法工程地质效果对比分析

3．3．2 浅层地震反射波法工程地质效果对比分析

3．3．3 地质雷达工程地质效果对比分析

3．4．4 物探方法下覆盖层厚度与钻探资料覆盖层厚度的对比

3．4 本章小结

结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果