激發(fā)極化法
實(shí)驗(yàn)室研究表明,含水砂層在充電以后,斷電的瞬間可以觀測(cè)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(shí)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(shí)例。但它在理論和觀測(cè)技術(shù)方面還有待改進(jìn)。
地震勘探
通過(guò)研究人工激發(fā)的彈性波在地殼內(nèi)的傳播規(guī)律來(lái)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(diǎn)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(dá)地面所引起的微弱振動(dòng)變成電信號(hào),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(cè)覆蓋層或風(fēng)化殼的厚度,確定斷層破碎帶,在現(xiàn)場(chǎng)研究巖土的動(dòng)力學(xué)特性等??煞譃檎凵洳ǚê头瓷洳ǚ▋煞N。
反射波法
反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗(地層速度與密度的乘積)有差異,差異越大反射波越強(qiáng)。圖5是反射波傳播示意圖。由S點(diǎn)激發(fā)的地震波遇到 RR′界面時(shí)將產(chǎn)生反射波。根據(jù)反射波從激發(fā)點(diǎn)到檢波器的傳播時(shí)間,以及地層的速度,便可計(jì)算從激發(fā)點(diǎn)S到反射界面RR′的垂直距離以及界面的傾向和傾角。由于采用信號(hào)疊加技術(shù)以及輕便的可控振動(dòng)器做振源,已經(jīng)可以獲得深度約50米,甚至更淺的淺層反射記錄。
以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波(壓縮波)。在測(cè)定巖石動(dòng)彈性模量時(shí),常用垂直于測(cè)線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波(剪切波)。水是不傳遞橫波的,故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。
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(chǎng)并進(jìn)行觀測(cè),求得某個(gè)測(cè)點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測(cè)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(cè)深法,后者稱為電剖面法。電測(cè)深法用以探測(cè)比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測(cè)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(duì)良導(dǎo)電體充電,在地面觀測(cè)電場(chǎng)的形態(tài),用來(lái)測(cè)定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。
③自然電場(chǎng)法是測(cè)量地層過(guò)濾吸附作用造成的滲透電場(chǎng),用來(lái)進(jìn)行地下水流向測(cè)定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫(kù)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(cè)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(cè)定含水層位置等有關(guān)地下水資源和水庫(kù)滲漏方面的探查工作。
⑤甚低頻法、無(wú)線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法是利用地質(zhì)體對(duì)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。
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(cè)方法
1)電法勘探
包括電測(cè)深法、電剖面法、高密度電法、自然電場(chǎng)法、充電法、激發(fā)極化法、音頻大地電磁測(cè)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(cè)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(cè)井、穿透地震波速測(cè)試、連續(xù)地震波速測(cè)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。