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(wèn)題的一種物理勘探方法,簡(jiǎn)稱工程物探。它是以研究地下物理場(chǎng)(如重力場(chǎng)、電場(chǎng)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(chǎng)的分布規(guī)律。通過(guò)觀測(cè)、分析和研究這些物理場(chǎng),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(wèn)題。
工程物探具有“透視性”、效率高、成本低以及可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位巖土物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn),在工程勘察中日益得到重視和發(fā)展。但是各種物探方法都具有條件性和局限性,多數(shù)方法還存在多解性,因此正確選擇和運(yùn)用各種物探方法,進(jìn)行綜合物探,并與現(xiàn)有的地質(zhì)、鉆探資料作對(duì)比,才能獲得好的地質(zhì)效果。
鉆孔地震波測(cè)速法
在鉆孔中利用直達(dá)波測(cè)定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測(cè)速法是在孔口附近激振,在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測(cè)定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個(gè)互為正交的水平檢波器和一個(gè)垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置,可使探頭緊貼井壁。測(cè)定縱波速度(vp)時(shí),須作垂直激振。測(cè)定橫波速度(vs)時(shí),須作水平激振,通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過(guò)某地層所需的時(shí)間及該地層的厚度可算出地層速度。跨孔法(圖6)是在一個(gè)鉆孔中激振,在相隔一定距離的另一個(gè)鉆孔中觀測(cè)直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間。對(duì)于淺孔,可用木桿插入井底,在地面敲擊木桿的一端進(jìn)行激振。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點(diǎn)到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時(shí)間便可算出地層波速。
遙感技術(shù)
根據(jù)電磁波輻射(發(fā)射、吸收、反射)的理論,應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)探測(cè)器對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的綜合技術(shù)。航空攝影地質(zhì)是早的一種遙感地質(zhì)方法,至今仍然是遙感地質(zhì)中一個(gè)重要的組成部分。60年代以來(lái),在運(yùn)載工具、傳感器及圖像處理、解釋方法上都有了迅速發(fā)展。除可見(jiàn)光波段攝影黑白像片和彩色像片外,還發(fā)展了紅外線,多波段、雷達(dá)、激光等技術(shù)。利用地物反射人工發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為主動(dòng)遙感;利用地物反射太陽(yáng)輻射的或由地物自身發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為被動(dòng)遙感。遙感技術(shù)可以提供有關(guān)地貌、巖性、地層、褶皺、斷層、構(gòu)造、巖漿巖以及隱伏構(gòu)造和深部構(gòu)造的資料。紅外遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中具有特別重要的意義。遙感技術(shù)不僅能克服地面點(diǎn)、線調(diào)查的局限性及視野的阻隔,使人們能從整體上宏觀地進(jìn)行地質(zhì)研究,而且還能提供各種電磁波的地質(zhì)信息,其中微波能穿透植被和第四紀(jì)地層,提供一定深度范圍的地質(zhì)信息。此外,還可以對(duì)一個(gè)地區(qū)反復(fù)成像,以取得的的地質(zhì)動(dòng)態(tài)資料。