工程地球物理勘探(engineering geophysical exploration)解決土木工程勘察中工程地質(zhì)、水文地質(zhì)問題的一種物理勘探方法,簡稱工程物探。它是以研究地下物理場(如重力場、電場等)為基礎(chǔ)的。不同的地質(zhì)體在物理性質(zhì)上的差異,直接影響地下物理場的分布規(guī)律。通過觀測、分析和研究這些物理場,并結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料,可判斷與工程勘察有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造問題。
早在17世紀人們便嘗試用羅盤尋找磁鐵礦,20世紀初,各種物探方法才廣泛地用于找礦勘探與工程勘察。60年代以來,由于物理學(xué)、數(shù)學(xué)、特別是電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展,大大促進了各種物探方法以及儀器設(shè)備的發(fā)展與改革。例如,50年代工程物探常用的光點地震儀已被信號增強型地震儀以及輕便的數(shù)字磁帶地震儀所替代。地球物理場的觀測空間已從地面發(fā)展到地下(如地下物探)、水域(如海洋物探)、低空(如航空物探)以至空間的遙感技術(shù)等。
自然電場法
當?shù)叵滤诳紫兜貙又辛鲃訒r,毛細孔壁產(chǎn)生選擇性吸附負離子的作用,使正離子相對向水流下游移動,形成過濾電位。因此作面積性的自然電位測量,可判斷潛水的流向。在水庫的漏水地段可出現(xiàn)自然電位的負異常,而在隱伏上升泉處則可獲得自然電位的正異常。
充電法
在井孔的含水層段注入鹽水,并對其充電形成隨地下水流動而運移的帶電鹽水體。在地表觀測到的等電位線形狀與帶電鹽水體的分布形態(tài)有關(guān)。根據(jù)不同時間觀測的等電位線可以判斷地下水的流向并估算其實際流速。充電法還可以用作巖溶區(qū)地下暗河的連通性試驗或探查地下埋設(shè)的金屬管道等。
磁法勘探
根據(jù)巖石的磁性差異所形成的局部磁性異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。在工程勘察中,主要用于圈定巖漿巖體,特別是磁性較強的基性巖漿巖體,尋找有巖漿巖活動的斷裂接觸帶,追索第四紀沉積物覆蓋下的巖性界線等。大面積航空磁測資料可提供有關(guān)區(qū)域性的斷裂構(gòu)造、結(jié)晶基底的起伏等,為評價區(qū)域穩(wěn)定性及尋找有利的儲水構(gòu)造提供依據(jù)。
重力勘探
根據(jù)巖體密度差異所形成的局部重力異常來判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。常用以探測盆地基底的起伏和斷層構(gòu)造等。采用高精度重力探測儀有可能探測一些埋深不大并且具有一定體積的地下空洞。
放射性勘探
不同巖石所含放射性元素的含量不同。因此通過探測由放射性元素在蛻變過程中產(chǎn)生的 у射線強度,可以區(qū)分巖性。近年來利用天然放射性測量探測基巖裂隙地下水(如用測量у強度、能譜、α徑跡法等找水)獲得成功。此外,放射性同位素常用作研究地下水及其溶質(zhì)運動的示蹤劑。