物探在岩土工程勘察中的应用

◎余冰

一、引言

在建筑工程施工前，首先需进行岩土工程勘察，而物探技术是岩土工程勘察中比较常用的技术。通过应用各类勘察水对地下岩土层进行勘察，能够为岩土工程规划、设计以及施工提供可靠依据，保证项目建设的顺利进行。与传统勘察技术相比，物探技术一般不会受到地质地形的限制，勘察精度高，勘察成本比较低，优势明显。由此可见，亟需对物探技术在岩土工程勘察中的应用进行深入研究。

二、岩土工程勘探工作的作用

岩土工程勘察多个学科，包括地质、岩土力学等，岩土工程勘察的目标是查明工程项目建设区域地质环境特征，据此对建设场地稳定性以及适应性进行评价分析，与工程项目建设成本以及质量安全密切相关。在有些工程项目建设中，在未获得完整的勘察报告时即组织施工，安全隐患比较多，可能会造成巨大的经济损失。另外，我国地质灾害多发，在岩土工程项目建设中，环境因素复杂，只有对建设场地地质条件进行详细勘察，确定不同土层分布形式，才能够及时发现不良地质，并及时采取有效的预防控制措施，为项目建设的顺利进行奠定基础，如图1 所示。

图1 不同土层分布示意

三、工程物探技术类型和特征

1.工程物探技术类型。

（1）地震波层析成像技术。

地震波层析成像技术是一种比较先进的物探技术类型，通过利用浅层地震仪能够对岩土工程勘察区域进行地质勘察，及时排查地表障碍，同时还能够对地层中风化层进行全面细致的分析。在地震波层析成像技术的实际应用中，可能会受到电缆长度以及钻井深度的影响，而随着钻井技术以及远距离输电技术的不断发展，地震波层析成像技术水平也将不断提升，应用范围越来越广泛。

（2）电法勘探技术。

地壳中不同物质的组成差异性比较明显，同时电磁学性质差异也比较大。在电法勘探技术的应用中，可对不同勘察区域地质结构电磁学性质进行分析和处理，进而对地质结构进行准确勘察。在电法勘探技术的实际应用中，要求根据地质特征差异不同而选择不同的电法勘察技术，比如高密度电阻率法、瞬变电磁法等。

（3）波速测试技术。

在波速测试技术的应用中，要求对岩土层中压缩波以及剪切波的传播速度进行原位测定分析，与传统的室内测试相比，波速测试技术所得勘察结果准确性比较高，不仅能够确定岩土工程勘察区域场地土类型，同时还可对岩土工程动力学指标参数进行测量分析，常见参数包括弹性模量、剪切模量等。

2.工程物探技术特征。

在岩土工程勘察中，物探技术的特征主要有以下几点：（1）物探技术的工程手段比较多，包括数字钻孔摄影、钻探、电磁波CT、室内测试等，通过将多种技术方式进行有效结合，可对复杂地质进行详细勘察。（2）各类物探技术均有一定的优势，并且适用性差异比较大，在岩土工程勘察中，要求根据探测目的物以及目的层物性实际情况，选择适宜的物探技术，或者联合应用多种物探技术，进而保证勘察结果的准确性。（3）在利用物探技术获得详细的岩土工程勘察结果后，可对勘察结果进行比较以及验证分析，充分利用勘察所得结果，并将其应用于岩土工程规划设计中。

四、岩土工程勘探中物探技术的应用实例

1.项目概述。

本文以某道路工程作为研究对象，对该道路工程项目建设区域的地质特征进行分析，该道路工程地貌特征为溶蚀峰从以及溶蚀缓丘洼地。该道路工程线路走向为北东向，气候环境温和，雨量充沛。该道路工程建设区域地下水类型单一，基岩为岩溶含水层，在灰岩与白云岩裂隙中为岩溶裂隙水。在该道路工程勘察中，采用高密度电法进行勘察，确定道路工程覆盖层厚度、岩溶发育等时机情况，进而为公路工程规划、设计以及施工提供可靠依据。

2.勘探方法。

在该道路工程勘察中，采用高密度电法，其应用原理类似于常规直流电法，充分利用岩与矿石之间的电性差异特征，通过对电场在地层中的分布规律进行分析，即可查明勘察区域地质构造实际情况。高密度电法的数据采集量大，并且具有智能化特征，地层剖面图的分辨率比较高。在利用高密度电法进行地质勘察前，首先需清除勘察区域地表杂草并浇水，以减小接地电阻，对于电缆与电极之间的接口连接处，应采用绝缘胶带进行包裹，避免发生漏电问题，保证岩土工程勘察的顺利进行。

3.勘探设备。

在该道路工程勘察中，采用多功能数字直流激电仪。

4.勘察结果。

在利用高密度电法获得岩土工程勘察结果后，需利用surfer 软件以及二维电阻率反演成像软件对勘察所得数据进行预处理和分析，然后再输入测线地面高程数据进行地形校正，最后将必需参数输入至软件中，运行软件后即可对勘察所得数据进行反演解释。需要注意，在对勘察数据进行解释时，要求根据实际情况对各类参数进行适当调整，保证解释所得结果的真实性以及可靠性。通过对该道路工程进行勘察分析，该道路工程线路岩溶裂隙相对不发育，局部路段发育深度较大，另外，道路覆盖层厚度变化比较大。

五、结语

综上所述，本文主要对物探技术在岩土工程勘察中的应用方式进行了详细探究，物探技术类型较多，要求根据岩土工程勘察需要选择适宜的技术类型，在获得各类地质资料以及数据后，对勘察结果进行整合分析，进而为岩土工程规划设计提供可靠依据，保证岩土工程项目建设效益。