地基勘察方法地球物理勘探法張力霆教授石家莊鐵道大學(xué)62課件講解

巖土工程勘察地基勘察方法—地球物理勘探法主講人：張力霆（教授）石家莊鐵道大學(xué)1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件（1）基本原理地球物理勘探法簡稱為物探。它是用專門的儀器來探測各種地質(zhì)體物理場的分布情況，對其數(shù)據(jù)及繪制的曲線進(jìn)行分析解釋，從而劃分地層，判定地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及各種不良地質(zhì)現(xiàn)象的一種勘探方法。應(yīng)用于巖土工程勘察中的物探稱為“工程物探”。巖土工程勘察地基勘察方法—地球物理勘探法設(shè)備輕便、效率高；在地面、空中、水上或鉆孔中均能探測；易于加大勘探密度、深度和從不同方向敷設(shè)勘察線網(wǎng)，構(gòu)成多方位數(shù)據(jù)庫，具有立體透視性的特點(diǎn)。但此類勘探方法往往受到非探測影響和干擾以及儀器測量精度的局限，其分析解釋的結(jié)果較為粗略，且具多解性。（2）特點(diǎn)巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件1）作為鉆探的先行手段，了解隱蔽的地質(zhì)界線、界面或異常點(diǎn)。2）在鉆孔之間增加地球物理勘探點(diǎn)，為鉆探成果的內(nèi)插、外推提供依據(jù)。3）作為原位測試手段，測定巖土體的波速、動彈性模量、動剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數(shù)、土對金屬的腐蝕性等。（3）適用條件巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件1）被探測對象與周圍介質(zhì)之間有明顯的物理性質(zhì)差異。2）被探測對象具有一定的埋藏深度和規(guī)模，且地球物理異常有足夠的強(qiáng)度。3）能抑制干擾，區(qū)分有用信號和干擾信號。4）在有代表性地段進(jìn)行方法的有效性試驗。（4）注意事項巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法1.地球物理勘探法的基本原理、特點(diǎn)與適用條件2.電阻率法（1）電阻率法是依靠人工建立直流電場，在地表測量某點(diǎn)垂直方向或水平方向的電阻率變化，從而推斷地質(zhì)體性狀的方法。（2）電阻率法解決的地質(zhì)問題1）確定不同的巖性，進(jìn)行地層巖性的劃分。2）探查褶皺構(gòu)造形態(tài)，尋找斷層。3）探查覆蓋層厚度、基巖起伏及風(fēng)化殼厚度。4）探查含水層的分布情況、埋藏深度及厚度，尋找充水?dāng)鄬蛹爸鲗?dǎo)充水裂隙方向。5）探查巖溶發(fā)育情況及滑坡體的分布范圍。6）尋找古河道的空間位置。巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法3.地震折射波法（1）定義地震勘探法：是通過人工激發(fā)的地震波在地殼內(nèi)傳播的特點(diǎn)來探查地質(zhì)體的一種物探方法。運(yùn)用最多：高頻(<200～300Hz)地震波淺層折射波法，研究深度在100m以內(nèi)的地質(zhì)體。1)測定覆蓋層的厚度，確定基巖的埋深和起伏變化。2)追索斷層破碎帶和裂隙密集帶。3)研究巖石的彈性性質(zhì)，測定巖石的動彈性模量和動泊松比。4)劃分巖體的風(fēng)化帶，測定風(fēng)化殼厚度和新鮮基巖的起伏變化。（2）地震波折射法主要解決的問題巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法3.地震折射波法1）地形起伏較小。2）地質(zhì)界面較平坦和斷層破碎帶少，且界面以上巖石較均勻，無明顯高阻層屏蔽。3）界面上下或兩側(cè)地質(zhì)體有較明顯的波速差異。（3）地震勘探的使用條件巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法4.地質(zhì)雷達(dá)法它沿用對空雷達(dá)的原理，由發(fā)射機(jī)發(fā)射脈沖電磁波，其中一部分沿著空氣與介質(zhì)（巖土體）分界面?zhèn)鞑サ闹边_(dá)波，經(jīng)過一段時間后到達(dá)接收天線，為接收波所接收。另一部分傳入介質(zhì)內(nèi)，在基巖中遇電性不同的另一介質(zhì)體（如其他巖土體、洞穴等），就反生反射和折射，經(jīng)另一時間后回到接收天線，稱為回波。根據(jù)所接收到的兩種波的傳播時間來判斷另一介質(zhì)體的存在并測算其埋藏深度。入射波發(fā)射天線接收天線Reflectedpulses第二層第一層第三層散射發(fā)射波

主機(jī)2745631信號發(fā)射與數(shù)據(jù)采集圖巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法SIR-20高速高精度多通道透視雷達(dá)

SIR-3000便攜式透地雷達(dá)

4.地質(zhì)雷達(dá)法巖土工程勘察勘察方法—地球物理勘探法5.聲波測井在巖土工程勘察中的應(yīng)用（1）原理不同的地層中，聲波的傳播速度是不同的。聲波速度測井儀在井下通過探頭發(fā)射聲波，聲波由泥漿向地層傳播，其記錄的是聲波通過1米地層所需的時間△t（取決于巖性和孔隙度）隨深度變化的曲線。1）確定巖層孔隙度，識別巖性，對比地層、判斷氣層巖石越致密，時差越小，巖石越疏松，孔隙度越大，時差就越大。由于聲波在水中傳播的速度大于在石油中傳播的速度，而在石油中傳播的速度又大于在天然氣中傳播的速度，故巖石孔隙中含有不同流體時，可以從聲波時差曲線上反映出，尤其在界面上更為明顯。