岩土工程勘察中物探技术及数字化的发展趋势分析

李双超

（江西省地质局水文地质工程地质大队，江西 南昌 330096）

众所周知，岩土工程勘察主要是借助岩土科学和各种先进技术，对场地环境和工程建设条件进行分析、调查和评价，以便准确、科学地提供岩土数据，利用岩土工程勘察，并发现潜在问题，及时制定预防策略，从而促进后续工作，它涉及水文、化学、环境、工程和地质等学科，是一门非常全面的学科。根据现阶段岩土工程调查的实际情况，岩土工程调查技术还很不完善，仪器设备和技术手段还有很大的不足，岩土工程调查技术还很不完善，仪器设备和技术手段还有很大的不足。必须加强勘探技术的创新应用。地球物理勘探技术是岩土工程勘察中常用的物探技术，该技术具有效率高、无损伤、密度大、成本低等优点，能有效发挥重要作用，地球物理勘探技术能解决地质钻探工作量大、投资大、周期长等缺点，能使勘探工作更加准确，缩短岩土工程勘探所需时间，减轻工作人员负担，提高勘探结果的精度，从而解决传统技术只能作为单一勘探点，地层之间无法无缝对接，钻探结果落到点带面等缺陷。这对我国岩土工程勘察工作的顺利开展具有一定的推动作用，从一定角度看，对我国建筑业的长期稳定发展也具有一定的促进作用[1-3]。

1 物探技术的概述

物探技术又称地球物理技术，主要是指利用高频脉冲电磁波反射原理，以岩石、矿石和岩土物性为立足点，对地下土体或岩土层之间的岩性、地质结构等各种地质变化进行调查分析，得出相关结论，为工程建设提供理论依据，以其高效、准确、省时、节约成本等优点在工程勘察中得到广泛应用。由于不同地层介质的密度、弹性、导电性、磁性、放射性和热导率的差异，探地雷达能够在高频脉冲电磁波的作用下准确地探测复杂的电磁波，通过监测人工物理场，利用仪器观测地下地质体的形状和特征，可以避免受到环境等多种因素的影响，分析物理场的分布和变化，利用获得的材料数据进行分析，可以大大提高物探的精度。因此，地球物理勘探技术能够有效地提供岩土工程工作所需的基础数据和参数，能够发现潜在的问题，而且不受场地的限制，可以应用于各种场地和地形，极大地方便了岩土工程的设计和施工，有助于解决传统岩土工程勘察技术无法解决的各种问题，从而提高岩土工程施工的精度和效率。

2 岩土工程勘察中物探技术应用的优势

随着我国现代科学技术的不断发展，在经济发展的推动下，越来越多的工程项目投入建设，近年来岩土工程勘察作为最重要的研究项目之一也得到了显著的发展，同时，勘察工作的标准化、数字化水平得到了提高，一些新兴技术得到了广泛应用，有效弥补了传统工程勘察技术、方法和方法的不足，极大的提升了岩土工程勘察水平。岩土勘查技术直接应用于岩土工程的主要目的，是全面了解施工现场的地质情况，以便准确及科学地提供岩土资料，方便跟进工作。地球物理勘探技术更加全面，包括探底雷达技术、tps测量技术软件和ct技术，它们可以连接软件和硬件，并在岩土工程测量过程中，特别是在岩土工程调查、测试、质量控制等方面的应用越来越广泛。考虑到我国地形的复杂性和岩土类型的多样性，给当前的岩土工程调查工作带来了一些障碍，因此，加强物探勘察技术的应用显得尤为重要。

为了确保整个岩土工程的顺利发展，避免施工过程中出现不必要的安全隐患，那么就需要不断提高岩土工程勘察的质量和效率。因此，合理应用物探技术可以进行较远距离的勘探，减少其他因素对勘探的不利影响，提高整体勘探结果的准确性，为岩土工程勘探的顺利开展提供支持。在物探技术应用方面，一般采用高频脉冲电磁波反射原理，利用探地雷达对岩土层结构进行分析，综合运用钻探、室内试验、高密度电法、地质雷达、钻孔声学试验、电磁波ct和数字钻孔摄像等技术，对施工现场周围的地质特征进行勘察。通过对地球物理勘探技术优势的分析，发现应用该技术成本相对较低，物探设施和设备作业难度相对较低，但技术含量相对较高，测量参数和相关数据结果可靠性较强，可根据测量对象和测量结果的不同，综合选择适当的测量技术或多种测量技术，更加灵活，不需要更多的人力资源。此外，外部因素不会对这项技术产生更大的影响。借助于电频脉冲电磁波，探地雷达可以及时地穿透更加多样的地质环境，更加准确，防止外界因素的制约，实现复杂地质体的勘探任务，使地球物理勘探更加准确，地质体勘探范围更加广泛，可以提高岩土工程勘探质量[4]。

3 影响岩土工程勘察中物探技术应用效果的因素

3.1 所进行的信号质量分析

为了最大限度地发挥地球物理勘探的作用，必须保证所收集的数据和信息的准确性和不出现任何问题。通过信息分析、处理和比较，提高了结果的准确性。如果在数据收集过程中存在许多疏漏，不对数据进行深入分析，很可能导致地球物理技术无法发挥作用。在信号分析工作中，我们需要搜索不同类型的信息，尽可能在夜间进行信息采集。这主要是由于夜间环境较好，采集的信息质量较高，噪音较小，这使得信息分析更加准确，使分析更加有效。另外，在完成信息采集工作后，要注意消波工作，并以一些更为准确的信息为基础。在这个过程中，我们还应该对信息进行系统和全面的分析，如收集信息的长度和时间等。如果长度超过标准，应正确地删除。如收集的资料质素偏低，而噪音及噪音又十分突出，便须妥善处理这些资料，以免噪音及噪音对资料造成不良影响。

3.2 对于信息数据进行合理处理

对工程勘察数据进行处理是非常重要的。这项工作的主要目的是处理收集和处理的信息。在收集和处理信息时，还应与数据结果进行比较。此外，在处理数据时，还要考虑到对折射波的分析和处理，一般折射波数据是通过二维表示的，这样可以在一定程度上反映工程建设过程中的地质信息。例如，深度排列。工作人员能够对地质构造形成一定的认识，为后续工作的顺利进行提供支持。

3.3 将所获取的结果进行对比

要使物探技术得到更有效的应用，必须做好前期准备工作。通过比较结果，可以有效地保证调查数据的质量。在比较结果时，工程师需要考虑当地地形条件和地形等方面的内容，明确土石边界。并以此为立足点，对测点的深波土层资料进行分析处理。在此过程中，还可以分析土石边界剖面，并对判断速度标准进行合理调整，以最大限度地发挥物探技术的作用。

4 岩土工程勘察中物探技术的应用

4.1 对于横波反射物探技术的应用

在岩土工程勘探中，横波反射物探技术非常重要，应用效果明显。一般来说，这种物探技术适用于岩土介质复杂的岩土层，如坚硬岩石中粒度＞10cm10cm，含量大于50%的碎石岩土层。其原理是横波反射地球物理雷达在不同成分、直径和结构介质中产生的回波不同，高频电磁波的反射通道不同，这使得相应波的阻抗差异较大，因此，有关研究人员可以利用这种反射波进行分析，从而掌握岩土介质的形成，找出可能存在的问题。因此，在实际应用过程中，为了提高应用效果，通常需要对岩土层地下介质中地震剪切波和反射界面的结构和传播路径进行全面、系统的分析，同时可以利用该仪器对地震波的结构进行分析，并与地球物理技术获得的横波反射图像进行比较，从而显示出相应的地质水文结构信息[5]。

4.2 地质雷达技术应用

探地雷达在岩土工程探测中应用广泛，是一种很有前途的探测技术，它主要利用高频电磁波在介质中进行差分发射和反射，然后通过对接收效果的分析来判断基本效果，特别是对于大型隧道、涵洞和其他工程项目，探地雷达能够获得良好的探测效果，具有高效、方便的特点，在分辨率方面也具有理想的可靠性效果，可在浅层地质勘探中发挥更为理想的效果。然而，该技术在实际应用中还存在一些问题，主要表现在：一方面，由于地下岩土结构复杂，勘探过程中的深度问题，随着深度的变化，探地雷达发出的电磁波和电磁波的频率会出现衰减，导致探测距离变得越来越小，使得gpr技术的应用降低了探测分辨率。因此，在实际应用中，在确定某些参数的情况下，有必要提高探地雷达的发射功率和分辨率，以保证其应用效果，满足工程要求,另一方面，探地雷达技术在实际勘探过程中容易受到地表金属目标的干扰，如目标通过地表金属目标、电线等，极大地影响了实际勘探结果的准确性，为了清晰地显示地下岩土的基本结构和界面位置，降低施工金属对探测数据的影响效果，有必要提高探地雷达的抗干扰能力，在岩土工程勘探中应用探地雷达时，根据实际情况对防护措施进行制定的实施，消除测试区周围某些金属目标对实际测试结果的影响。

4.3 地震波层析成像技术

地震波层析成像技术也是岩土工程勘探中常用的工程物探技术之一，不仅可以提高探测的工作效率，还可以有效提高探测的质量水平。在岩土工程施工区地质勘探过程中，利用地震层析成像技术，可以利用普通钻孔可达到的局部地震波层析成像技术进行某些断面试验，更加实用，不受地质障碍物和风化层的影响，可以帮助岩土工程施工企业有效地清除施工区域的地表障碍物，探测深度较大，成像效果也比较理想，有利于施工企业对施工区域存在的地层进行综合分析，但由于电缆长度和风化层析成像深度的影响，地震钻探技术无法对施工区域进行底部勘探。随着钻井技术和动力传输技术的发展，制约地震层析成像技术应用的因素得到了有效的改善，所绘制的地震层析成像图比较直观，与地质参数有一定的关系，可以对相应岩体的稳定性进行全面、细致的评价，为工程提供依据。

4.4 对于多道瞬态面波物态技术应用

在岩土工程勘探的实际工作中，应用多道瞬态面波物探技术（如图1），可以提高勘探工作的质量和效率，具有勘探速度快、分层精度高、解决各种岩土工程勘探问题应用广泛等优点，从而有效地提高勘探工作的效果。这种物探技术主要是为了合理利用面波技术。表面波是地震波的一种表现形式，它可以穿过地球表面不同类型的介质，并以不同的速度传播，因此可以很容易地检测到差异。测量工作者可以利用多道瞬态面波地球物理技术的激发效应，在一定范围内制作小频率的侏罗波面，同时根据面波在不同介质中的传播特点，分析不同类型的面波。在多次激励作用下形成的瑞利波面越来越多，采用tps技术，了解岩土层中不同介质的变化，因此，地探雷达在采集面波中的作用是理想的，可以为测量人员采集和分析面波，进而详细掌握岩土层的地质结构提供支持。

图1 多道瞬态面波排列示意图

5 岩土工程勘察数字化发展趋势

5.1 对于数字化技术进行应用

随着现代科学技术的不断创新和发展，岩土工程调查技术逐渐向数字化和自动化发展，尤其是数字技术。所谓数字岩土工程测量技术，实际上是利用计算机技术、cad技术、测绘技术、网络通信技术和数据库技术，借助计算机软件平台系统，对工程测量过程中获得的数据进行综合分析，实现各种测量数据、信息和数据的数字化处理，图文处理自动化，硬件系统可联网，测量数据可根据事先建立的信息流程进行分析、总结和分类，以辅助计算机工作。从而逐步建立起一套多专业、多类型生产需求的智能化测量设计系统，以保证测量质量，在不断提高测量效率的基础上，减轻测量人员的工作量。因此，在岩土工程勘测技术中合理引入数字化技术，不仅有助于工程场地物性指标和场地地层的数字化，而且可以改进岩土工程勘测数据库的设计，达到事半功倍的效果。

5.2 对于计算机信息技术的应用

随着我国科学技术的发展，计算机技术已广泛应用于各个领域，计算机技术已成为各行各业不可缺少的技术。利用计算机技术进行岩土工程勘察，可以帮助技术人员掌握地质界面的特征，分析工程勘察中的遗漏和误差。此外，计算机技术的应用可以改善传统的岩土工程问题。该技术的应用具有技术限制小、成本低、工作效率高、计算结果准确等优点。该技术的应用非常实用，但其可靠性不高，在具体的勘探工作中，对于一些非常复杂的地质地层，工程物探技术的应用将会非常困难。因此，有必要利用各种测量技术来改善技术上的问题和缺陷，促进岩土工程调查的顺利实施[6,7]。

5.3 立足于GIS技术提升岩土工程勘察数字化程度

分析了地质调查信息处理的现状，认为岩土工程调查信息处理是一个以数字化技术为主要手段收集空间定位信息的完整信息处理系统，在地理信息技术和数据库技术的指导下，构建了地质信息数据库系统，并在地理信息系统技术和数据库技术的支持下，对地质信息数据库系统进行管理和应用，已成为地质工作者的一项重要任务。在这个地质信息数据库的建设中，最重要的是建立一个系统的数据库，这是岩土工程勘查数字系统中的一项基础工作，需要依靠数字处理技术进行逻辑计算和处理，然后从理论上分析，岩土工程勘查信息处理系统是系统的、集成的，能够对勘查数据及时进行合理的处理，使用户能够清晰地处理各种数据，从而保证数据能够充分显示价值。

6 结语

综上所述，由于岩土工程调查的复杂性，物探技术以其成本低、精度高等独特优势，在岩土工程应用中发挥着重要作用，为相关工作的顺利开展提供了有利条件。与传统的岩土工程测量技术相比，不仅可以提高施工测量的效率，而且可以大大提高岩土工程测量的精度，保证测量结果的准确性。然而，从现实的角度来看，物探技术的实际应用还存在一些问题，难以适应现代社会的发展。因此，这就要求有关企业在实际工作中，根据项目的具体情况，及时采取措施，充分发挥物探技术在岩土工程中的作用，加强和规范作业程序，了解物探技术的类型，通过实际行动不断优化岩土工程勘探、检测和质量控制的环节，加强人员和技术研究的合作，能够根据地质条件和岩土工程的实际需要，合理选择工程物探技术，充分发挥工程物探技术的应用价值，促进其数字化发展，促进岩土工程行业的健康持续发展。