论微动勘探技术在岩土工程勘察中的应用研究

查晨 张鹏天

摘要：目前岩土勘察在中国已经趋于成熟，不同的勘探技术发挥着不同的作用，不断推动着中国工程建设的整体发展。其中，微动勘察技术作为不同勘探技术的代表，得到了业界的一致好评和关注。在各方势力和市场的影响之下，本文结合岩土勘察的实践案例和工作经验，对基于岩土工程勘察的微动勘探技术进行了探索，不仅具有很强的实践价值，也有很好的发展意义。

关键词：微动勘探技术;岩土工程勘察;应用研究

1.岩土工程勘察技术概述

到目前为止岩土勘察技术在中国已经步入到相对快速的发展阶段，各类技术陆续被研发，为建筑施工以及工程设计给予了很好的支撑。虽然整体发展良好，但对于地质复杂的条件，现有的岩土勘察技术还存在很多问题，这对岩土勘察技术既是挑战，也是发展。当下国内的岩土勘察还存在以下技术问题：第一，体现在界面划分中。从勘察结果来看：不管时软结构还是地质构造，都存在不清晰、界面划分模糊等问题。第二，体现在地质形态之上。就今天的岩土工程勘察技术而言：工作人员很难准确的界定地下构造物的类型与位置。第三，体现在岩土参数上。由于参数不够准确，所以工作人员很难准确获得土样状态，最后也将影响特殊土壤参数设计和粗颗粒土壤参数。第四，体现在技术人员的工作经验上，尤其是特殊情况下将难以處理。上面谈到的岩土工程勘探问题和技术问题，只有从问题的本质上制定解决方案，才能从根本上提高岩土工程的勘察质量。

2.微动勘探技术在岩土工程勘察中的应用

2.1微动勘探技术的优势

为了让微动勘探技术的作用最大化，必须从应用优势上下功夫。从技术优越性来看：微动勘探技术根本没有人工场域，更多的是被动源的勘探技术，即：在人为给予震源的状态之下实施勘探作业，而地球与生俱来的微动波面信号则是此次勘探技术的动力。由于这些微动波面信号异常薄弱，所以人体很难感知到微波震动，它的振幅通常控制于0.0001mm～0.01mm间。要想记录振幅，必须借助先进的设备才能达成。从微动信号源的类型来看：可以将它分成两种截然不同的类型，即：大于1Hz和小于1Hz的微动。在此期间，如果频率小于1Hz，说明这种微动源于各类自然生活，例如：海陆影响、大气运转等，这种类型的微动也就是经常谈到的长波微动;如果频率大于1Hz，这种类型的微动则更多的来源于人体生活，例如：设备应用、汽车行驶等，都可能产生微动，这也是常时微动。上面谈到的两种不同的微动信号，借助地质构造进行散射，只要进入到观测点的范围就能被设备接收。与此同时，在散射期间，也会携带很多关于地下构造的信息，工作者结合微动信号提供的资料，从而得到对应的地下构造。

2.2合理应用嵌套圆形观测技术

在建筑工程岩土勘察工作中，工作人员可利用单点观测、剖面处理等措施，保证土壤资料的分析准确性、提升土壤数据的处理合理性。而微动勘探技术的相关设备则具有更高的应用价值，不同设备之间往往利用无线通信技术进行交互，单点采集观测所需要的时间大概在12分钟到20分钟之间，而后以卫星定位系统为基础对数据进行排序统计。同时，微动勘探技术的单点观测台阵包括六台工作设备，其中一台工作设备为圆心，其余五台工作设备则呈圆形均匀地分布在圆心周围，圆心和其他五台设备之间的距离都保持在1.5m到3m之间，才能取得最佳的勘察效果。为了避免微动勘探技术中出现勘探盲区，工作人员应确保圆形的半径不变，利用嵌套圆形观测系统的优势，提升勘探的有效性。

2.3确定建筑场地类别

工作人员还可以利用微动勘探技术确定建筑场地类别，判断建筑场地类别的时候，工作人员需对地层信息中的横波速度进行分析，确定某个深度土层的等效剪切波速，再根据该土层的深度进行计算，即可判断建筑场地的类型，在岩土工程勘察工作越来越完善的。除了正向应用之外，根据微动资料进行反向推导从而明确地下介质的横波速度结构的做法，正在逐渐成熟并受到认可。常见的波速测试方法大致可以分成三种，它们的区别主要就在于参考数据不同，工作人员可通过微动相速度曲线、H/V曲线、微动相速度曲线和H/V曲线等进行反向推导，而这其中以微动相速度曲线推导技术最为常用。

2.4岩土地层分层

不同的岩土地层有着截然不同的特征，工作人员在处理的时候所应用的技术侧重点也就不同，微动勘探技术的地层划分标准为深度Vx等值线图，而后根据量谱、频率相速度等对相关内容进行解释。想要提升微动资料解释准确度，可以采取土层特征分析比对的方法，确定微动勘察过程中钻孔位置和比对点的合理性，在此基础上确定这些点的曲线特征，并根据场地土层的实际特点进行属性分析，保证微动资料的有效性。另外，层位不同、参照辅助图件的重点也有所差异，根据实际工作经验来看，针对风化岩面或者基岩面，主要应侧重观测其频率H/V比值等值线图，而针对软弱性透镜体则应以能量谱占比等值线图作为分析重点，只有牢牢把握住了分析的重点对象，才有可能保证分析的准确度，才能更好地理解层位特征。同时，在微动勘察工作中可能会遇到一些比较特殊的地质结构，这些地质结构会造成波面传播异常的情况，工作人员只需要对Vx剖面图进行分析即可判断出成因。

2.5风化残留体探测

岩浆地区球状风化是岩土勘察工作中十分常见的现象，但由于这类地质现象往往比较隐蔽，一些工作人员可能未能及时发现它，出现设计失准、数据误差，甚至可能导致建筑物结构的严重质量，比较常见的质量问题有钻孔施工难以进行、灌注桩断裂、建筑物主体结构不均匀沉降、工程结构开裂等。具体问题分三个方面：第一，在工程施工涉及到预应力管桩的时候，压桩动力已经达到设计的动力标准，但是桩基础往往无法进入持力层，这样一来在停止施加压力的情况下，桩基础底部将停留在孤石当中无法寸进，给后续施工带来巨大的质量风险。第二，在灌注桩施工当中，球状风化体将会导致钻孔施工难以进行，出现钻头损耗、卡钻问题的几率比常规施工更大，这显然不利于建筑工程的施工。第三，在建筑工程采取浅基础结构时，球状风化体本身的压缩性与其他地质结构有较大差异，位于其上的建筑物必然会发生开裂及不均匀沉降问题，可能会使建筑物失去应有的使用价值。因此，工作人员务必要利用好微动勘探技术，对球状风化体进行准确探测，根据球状风化体和周边正常岩土结构性质上的差异进行分析比对，找出异常体位置并查证确认。

参考文献：

[1]贾慧涛，刘杨.微动勘探方法技术研究及其应用[J].安徽地质，2019

[2]李叶飞，智能微动勘探在地质调查中的应用探索[J].世界有色金属，2019

作者一：姓名：查晨（1984.03～），性别：女，籍贯（安徽省庐江县），单位：中国石油集团东方地球物理公司震源服务中心，职称：助理工程师，学历：大学本科（2002级工学学士），研究方向：人力资源管理。

作者二：姓名：张鹏天（1978.01～），性别：男，籍贯（甘肃省会宁县），单位：中国石油集团东方地球物理公司震源服务中心，职称：助理工程师，学历：大专（函授），研究方向：工商管理。