工程物探技术在岩土工程勘察中的应用

詹连伟

摘要：近年來，国家对工程建设项目中前期岩土工程勘察工作的要求逐渐增高。传统的勘察技术手段满足不了要求而被逐步淘汰，工程物探技术具有便捷、高精度等优势，在岩土工程勘察领域应用逐渐广泛。本文简要介绍当前阶段岩土工程中常用的工程物探技术、勘测时的具体应用以及细节应用分析。

关键词：岩土工程；物探技术；勘察；应用

随着经济社会的发展，工程建设项目的数量逐渐增多，因此对建筑项目的要求越来越高。岩土工程作为工程建设项目的开展的基础，是切实保证工程建设顺利进行的条件。工程物探是以地下岩石层（或地质层）的物理差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩石体的物性参数，达到解决地质问题的物理勘测方法。常用的工程物探技术包括高密度电法探测技术、地震勘探技术、浅层反弹波勘探技术、磁法勘探技术等，这为岩土工程的设计与施工提供了科学、合理的指导依据[1]。

1、岩土工程中常用的工程物探技术

第一，高密度电法探测技术。高密度电法利用的原理是不同岩土体存在的介质差异，在实际的岩土工程勘测时，由技术人员先对所需要勘察的地区进行电场施压，并对勘查区域的电流分布与变化进行记录，通过分析所得数据探测出勘查区域的岩石性质。通常将较高密度的电阻率技术应用在实际操作中，以此保证装置本身大小、位置等勘测数据的准确性。在实际勘测中，可以通过计算地表电阻率来判定岩土本身性质，地表电阻率的计算要通过对地下电流的分布进行监测以此总结出地面电场本身的变化规律。

第二，地震勘探技术。地震波包含反射波和折射波两种，这两种地震波会由于地下介质的密度、弹性而有所不同。技术人员就是根据数据的差异进行分析、总结，以此得出勘测区域的地下岩层的结构、性质、形态。地震勘测是通过观测人工地震产生的地震波在地下的传播规律，推断出岩层的性质。此方法是目前钻探前勘测油气资源的重要手段。

第三，浅层反射波勘探技术。浅层反射波勘探技术采用的原理是通过分析不同类型的介质波得到地下介质的阻抗差异。在实际勘测的操作中，介质波进入地下介质，当遇到密度较大的介质，反射波发生发射并且振幅会有明显的降低。地面工作人员会结合专业知识对所得到的数据进行分析、计算，以此来判断出不同层次的反射层。介质波持续的向下传送，就会相应产生反射波，这些反射波会立即被记录下来。由于介质波通过的不同的介质，并且它本身的传播途径也会产生变化，工作人员可以通过分析变化的过程来得出岩石的性质。浅层反射波勘探技术是目前较为成熟的一种工程物探技术[2]。

第四，磁法勘探技术。磁法勘探技术利用的原理是岩土矿石本身具有一定的磁性。在实际的勘测过程中，岩土矿石的磁性会引起勘探区域的磁场发生变化，这种变化被成为地磁异常情况。这些异常情况会被地面工作人员通过相关的仪器进行收集、记录，通过专业的分析计算得到岩层的构造特征。磁法勘探技术的主要应用是对勘察的地质进行分区处理，明确不同区域地质的断裂带情况，同时对多种岩石的分布范围进行划分。磁法勘探技术在工程物探技术中属于常用的技术类型，被广泛的应用在水、工、环等方面。传统的磁性勘探技术大多用来研究地下构造和寻找磁性矿体，当今的磁法勘探技术在探测地下热源、地下管道地下电缆等各个方面均取得非常好的勘察效果。

2、工程物探技术在岩土工程中的应用

第一，工程物探技术在岩土工程勘察中的应用。工程物探技术与与传统的钻探技术相比，最大的优势在于能够进行无损探测，而且效率高。传统的技术在岩石的勘查工作中，采用的是以点带面的方式对地下的岩层进行划分。后续工作会因为这种勘测结果较大的偏差大而受到影响。采用工程物探技术可以有效地避免这个问题，它可以直接获得地下岩层的准确界面分析。具体操作时应当采用传统勘测技术与工程物探技术相结合的方法，充分发挥两个方法的各自的优势，达到互补的作用。例如，如果想要准确的勘察不同区域差异，可以采用弹性波技术与钻探技术相结合的方法进行勘察。

第二，工程物探技术在岩土工程质量检测中的应用。当工程结束后，工作人员会对岩土工程的可靠性与安全性进行检测，以此来保证工程不会出现质量性的问题。在测试时，为了保证岩土工程的质量，不允许进行破坏性的监测。这是传统岩石勘测技术所达不到的，可以采用物探技术进行检测，以此了解对工程的施工是否满足要求。工作人员采用电磁波法对工程裂缝进行勘测，以此评价裂缝的等级，并且若发现裂缝及时通过注浆技术对裂缝进行修复处理，以此确保工程在后期的安全与可靠。

第三，工程物探技术在岩土工程质量控制中的应用。在整个工程的施工中，质量控制占有举足轻重的位置。抽样调查、大面积监测等方法在通过工程物探技术来保证岩石工程施工质量的过程中均可以使用。工程物探技术的应用为工程提供了准确有效的资料信息，同时有效地避免了施工事故的发生。例如，若桩基施工中存在缺陷，可以通过低应变检测技术对其进行检测，这在工程检测是十分重要的。

3、对工程物探技术的细节应用分析

岩土工程师不仅要有对专业知识的掌握，还要精通岩土工程的专业知识。工程安全性的保证很大一部分取决于岩土工程师对岩土工程的分析、处理方案的选择。野外采集工程物探数据对于物探工程师是十分关键的，并且要对采集来的数据进行分析计算。当采取弹性波勘测方法，勘测的首要任务是分离和压制无用的干扰波，但分离和压制是有一定限度的，干扰波永远存在无法消除。物探工程师要有丰富的经验才能在海量的测试数据中判别真伪，准确的区分出有效波和干扰波，得到有效的成果。工程物探资料的分析结果具有多解性，要通过钻探、测试、成果进行比较，会得出很多不一致的情况，并且再次对不同情况进行分析，做出正确的解释。根据弹性波在岩土体中的传播速度来完成对底层界面的划分是弹性波物探方法中管用的方法，但当两个底层紧密连接在一起时，弹性波的速度会相同或相近。这种情况下若受到其他干扰波的叠加、影响，就会造成工作人员的假判、误判，进而导致结果的偏差。技术人员要通过对比、检验、积累经验来促进技术水平的提高。岩土工程师从地质学与岩石的外在特征入手进行分析，来判断岩石的本质。物探工程师主要是通过对岩石内的力学性质进行研究，进一步对物探资料进行研究与分析。

综上所述，近年来，国家对工程建设项目中前期岩土工程勘察工作的要求逐渐增高。传统的勘察技术手段满足不了要求而被逐步淘汰，工程物探技术具有便捷、高精度等优势，在岩土工程勘察领域应用逐渐广泛。本文简要介绍当前阶段岩土工程中常用的工程物探技术、勘测时的具体应用以及细节应用分析。在岩土工程的勘测中，应结合实际情况来决定最符合实际的钻探技术和方法，以保证施工的顺利进行。前期的实验工作、对比研究的结果、方案的选取、装置的选择对于勘测结果的成败都是非常重要的环节。随着工程建设项目规模和数量的不断增加，对岩土工程的要求也逐渐增高。将工程物探技术应用在岩土工程的勘测中，有效的保证了勘测信息的准确性，并且提高了勘测的效率和准确度

参考文献：

[1] 杨富治， 陶礼春， 张锡忠. 工程物探技术在岩土工程勘察中的应用[J]. 资源信息与工程， 2016，1（3）：111-111.

[2] 阚洪涛. 工程物探技术在岩土工程中的应用及前景[J]. 工业b， 2015（2）：00339-00339.