早在17世紀(jì)人們便嘗試用羅盤尋找磁鐵礦,20世紀(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,大大促進(jìn)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(diǎn)地震儀已被信號(hào)增強(qiáng)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。
折射波法
當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2)不同的界面時(shí),有一部分波將透過界面形成透射波,其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。對(duì)于sinα=v1/v2)的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個(gè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)而產(chǎn)生可傳到地面的折射波(也稱首波)。圖4是折射波的傳播示意圖,在B點(diǎn)以前不形成折射波,稱為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外,折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時(shí)距曲線,可算出v1及v,從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化,配合地震波振幅衰減的資料,可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄,因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2)小于上層速度v1時(shí),不可能形成折射波。
在很多大型工程中,工程物探是至關(guān)重要的一部分。實(shí)踐證明,工程物探已經(jīng)在工程建設(shè)的各個(gè)時(shí)期起到了十分關(guān)鍵的作用。工程物探檢測方法
1)電法勘探
包括電測深法、電剖面法、高密度電法、自然電場法、充電法、激發(fā)極化法、音頻大地電磁測深法(包括可控源)、瞬變電磁法等。2)探地雷達(dá)
可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、 單孔法、多剖面法等。3)地震勘探
包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法。
4)彈性波測試
包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等;地震波法可選用地震測井、穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試等。
5)層析成像
包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等。
巖土工程檢測
在巖土工程檢測中,工程物探技術(shù)主要用于評(píng)價(jià)地基的加固效果檢測基樁的作用和檢測路基的密實(shí)度。工程建設(shè)質(zhì)量是工程中重要的部分之一,工程物探在保證工程質(zhì)量方面功不可沒。工程物探技術(shù)可以對(duì)建筑中的裂縫進(jìn)行檢查,利用了電磁波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同的原理,根據(jù)電磁波在被測物體里的傳播情況,利用電腦對(duì)裂縫進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),從而制定有效的解決辦法,提高工程質(zhì)量,防止工程事故的發(fā)生。在眾多勘測方法中,工程師們喜歡利用聲波來勘測,此法的原理簡單來說就是利用彈性波在不同介質(zhì)間傳遞速度不同,通過分析傳播速度來評(píng)判工程質(zhì)量的好壞。這種方法操作方便,實(shí)施起來也比較容易,勘測面積較大,而且還能節(jié)省工程資金。