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)合有關地質(zhì)資料,可判斷與工程勘察有關的地質(zhì)構(gòu)造問題。
激發(fā)極化法
實驗室研究表明,含水砂層在充電以后,斷電的瞬間可以觀測到由于充電所激發(fā)的二次電位,該二次電位衰減的速度隨含水量的增加而變緩。在實踐中利用這種方法圈定地下水富集帶和確定井位已有不少成功的實例。但它在理論和觀測技術方面還有待改進。
地震勘探
通過研究人工激發(fā)的彈性波在地殼內(nèi)的傳播規(guī)律來勘探地質(zhì)構(gòu)造的方法。由錘擊或爆炸引起的彈性波,從激發(fā)點向外傳播,遇到不同彈性介質(zhì)的分界面,將產(chǎn)生反射和折射,利用檢波器將反射波和折射波到達地面所引起的微弱振動變成電信號,送入地震儀經(jīng)濾波、放大后,記錄在像紙或磁帶中(圖3)。經(jīng)整理、分析、解釋就能推算出不同地層分界面的埋藏深度、產(chǎn)狀、構(gòu)造等。常用于探測覆蓋層或風化殼的厚度,確定斷層破碎帶,在現(xiàn)場研究巖土的動力學特性等??煞譃檎凵洳ǚê头瓷洳ǚ▋煞N。
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。
電法勘探 方法種類繁多,水利工程勘察中常用的有下列各種。
①電阻率法是利用地質(zhì)體導電性的差異,建立人工電場并進行觀測,求得某個測點下面不同深度或剖面上不同測點的視電阻率后,再進行推斷和地質(zhì)解釋。前者稱為電測深法,后者稱為電剖面法。電測深法用以探測比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測定覆蓋層、風化層厚度等。電剖面法則可探查水平向地質(zhì)情況的變化,如尋找斷層破碎帶、進行地質(zhì)填圖等。
②充電法是對良導電體充電,在地面觀測電場的形態(tài),用來測定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。
③自然電場法是測量地層過濾吸附作用造成的滲透電場,用來進行地下水流向測定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫的滲漏地段和巖溶。
④激發(fā)極化法是利用離子導體的激發(fā)極化效應,測定巖體的視極化率等參數(shù),可進行巖溶調(diào)查、尋找斷層破碎帶、測定含水層位置等有關地下水資源和水庫滲漏方面的探查工作。
⑤甚低頻法、無線電波透視法和地質(zhì)雷達法是利用地質(zhì)體對電磁波的傳播、吸收、反射特性,分別用以查找淺部的、兩個鉆孔(或探洞)之間和地下洞室周圍存在的巖溶、斷層破碎帶等。