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。
井中無線電波透視法
無線電波是指頻率在幾十萬赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時(shí)常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū),用它探測溶洞效果甚好。工作時(shí),將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個(gè)鉆孔內(nèi),若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時(shí),沿井軸各點(diǎn)接收到的無線電波信號(hào)較強(qiáng),如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時(shí),則在低阻體的背面形成一個(gè)無線電波信號(hào)被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會(huì)法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。
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(dǎo)電性的差異,建立人工電場并進(jìn)行觀測,求得某個(gè)測點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測點(diǎn)的視電阻率后,再進(jìn)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(fēng)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(jìn)行地質(zhì)填圖等。
②充電法是對良導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)體的激發(fā)極化效應(yīng),測定巖體的視極化率等參數(shù),可進(jìn)行巖溶調(diào)查、尋找斷層破碎帶、測定含水層位置等有關(guān)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(dá)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(gè)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。
巖土工程勘察
與傳統(tǒng)鉆探手段不同,工程物探技術(shù)能測到連續(xù)的地質(zhì)情況,這樣就避免了以點(diǎn)帶面造成勘探不準(zhǔn)確的缺點(diǎn),而且能地解決很多巖土工程問題。而且工程物探技術(shù)的適用條件比傳統(tǒng)鉆探更為廣泛,受外界條件的限制較少,不僅能降低成本,縮短工期,而且勘探精度高。
在目前的勘察市場中,若能合理有效地將工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)手段結(jié)合,無疑會(huì)大大提升競爭力。彈性波技術(shù)是巖土工程的勘探中很重要的一項(xiàng)技術(shù),其應(yīng)用在不斷的發(fā)展中。彈性波是一種應(yīng)力波,是由于振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播引起的,在實(shí)際勘探過程中,通過對彈性波的分析,能反應(yīng)巖層的地質(zhì)特性,如果地下物體的界面性質(zhì)差異大,彈性波就會(huì)表現(xiàn)出異常。目前的彈性波技術(shù)已經(jīng)比較成熟,廣泛地應(yīng)用于地震、地質(zhì)勘探、采礦、巖土動(dòng)力學(xué)等方面。