物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展

物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展

吴国晓，杨凤根

河海大学土木工程学院, 南京（210098）

E-mail：guoxiao1981@https://www.wendangku.net/doc/671427956.html,

摘要：本文结合国内外现阶段几种物探新技术的发展情况，在分析前人应用实例的基础上，简要论述了地震波CT技术、TSP法、高密度电法及地质雷达等在工程地质中的应用和发展情况。根据这些方法的不同特点和在不同工程中的应用效果，总结和归纳了各自的应用范围和优缺点，并对各种方法今后的研究方向和发展前景进行了探讨和预测。最后，作者进一步分析了综合物探在工程地质领域的良好应用效果及发展趋势。

关键词：地震波CT技术；TSP法；高密度电法；地质雷达；综合物探

1 前言

近年来，随着物探新技术的发展，其在工程地质上的应用越来越来广泛。由于物探技术具有经济、快速、效果好等特点，尤其是对探测对象不造成损伤，从而使其显示出强大的生命力。目前，随着计算机技术的发展和各种反演方法的不断创新，物探技术正朝着探测精度更高、探测范围更广、解释更准确的方向发展，表现出前所未有的广阔发展前景，被广泛应用于工程、环境、灾害地质调查等领域，越来越受到人们的关注。相信在不久的将来，物探技术必将在工程地质领域发挥更重要的、不可替代的作用。下面就近年来发展起来的新的物探方法，及在工程地质领域的应用现状和未来发展方向做一个简要总结和论述。

2 地震波CT技术

2.1 原理

地震波CT技术是利用来自不同方向的地震波(通常是人工激发的地震波)走时来探测对象内部速度结构的成像技术。在不同的地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波，利用波动走时反演地质体各个单元的弹性波速，从而得到被探测地质体的波速分布图像，这就是地震CT的基本原理[1]。

2.2发展和应用

地震波CT技术是近年来发展起来的一种重要地球物理方法。该技术大约在80年代中期起步，最初在石油勘探中开发应用，并获得较好的地质效果[2]。随后，随着计算机技术的进步，该技术逐渐被应用到工程地质领域，取得了显著的效果。

陈新球等在对长江三峡永久船闸高边坡卸荷影响带的探测中，运用地震波CT技术成功的调查出了高边坡卸荷影响带的厚度、断层走向及规模等地质问题[1]。李张明等采用全方位观测地震波层析成像技术，获取了三峡工程永久船闸边坡大尺度岩体地质构造分布及整个区域以细小单元形式给出的波速分布参数，为地质概化模型分析、边坡稳定性分析及变形计算首次提供了完整的力学参数“体”数据[3]。孙党生等把井间地震波CT成像技术应用于深圳罗屋田水库渗漏勘察，确定了主要渗漏通道与渗漏点位置，取得了很好的效果[4]。

由此可见，与常规的剪切波速测试相比较，该技术以速度标识图像表明地质体介质内部结构和特性，是一种高分辨率、数字化的测试技术方法。它能有效的确定岩溶和岩体破碎带，更有利于全面细致的对岩体进行稳定性评价，圈出地质异常体的空间位置，从而为岩体分区及波速成像开拓了新的途径[5]。另外，地震波层析成像技术在研究复杂岩体结构、岩体力学

性状与分区及岩体力学参数获取等方面也是有效的，值得在其他类似工程项目中推广应用[3]。

2.3 前景

由于CT所用仪器为浅层地震仪，因此它涵盖了浅层地震仪在这方面的所有优点，只要地质钻探能达到的场地，CT均可进行有效的剖面测试而不受文化层和地表障碍物的影响。CT探测深度主要受电缆线长度和井深的的约束，只要有足够的电缆线和井深，CT剖面就有足够的深度。CT成图效果好、直观，与工程地质参数关系密切，可为工程设计提供直接依据。所以，CT技术在工程地质中是一项值得大力推广应用的新方法新技术[2]。

3 TSP法

3.1 原理

TSP(隧道地震勘探)测量系统是一个优化的由硬件和软件组成的测量系统，它利用高灵敏度的地震检波接收器，广泛收集由布置在隧道单侧壁上多个地震激发点产生的地震波，及其在围岩传播中遇到不同反射界面时的反射波，经过数据处理和解译，通过分析反射界面所在的位置，结合具体的地质情况，预测影响施工的断层、岩石破碎带[6]。该系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报而设计的，主要用于预报隧道掌子面前方、上方和下方不良地质的性质、位置和规模，最大探测距离为掌子面前方 300～500 m，最高分辨率为≥1 m 的地质体[7]。目前世界上主要运用TSP202 和TSP203系统，我国都有引进，并且发展和应用势头良好。

3.2应用和发展

TSP 探测在我国的工程应用，在最近几年才发展起来，应用方面有铁路、公路隧道工程也有水电系统各类长短隧洞工程，甚至还扩展到煤矿井下断层的探测，成果可喜[7]。目前主要应用在探测工作面前方存在的断层、特殊软岩、煤系地层中的煤层、富水砂岩层和煤系地层与其它地层的界线；探测工作面前方存在的溶洞、暗河和岩溶陷落柱；探测岩浆岩岩体、岩脉等特殊地质体；还能查明前述不良工程地质体的位置和规模，概略地判断不良地质体的围岩级别等[8]。朱宝龙等结合渝怀铁路线圆梁山隧道的实例，将TSP系统和超前地质钻孔预报结果进行对比，显示了该系统的实用性[9]。张继奎在渝怀铁路线圆梁山隧道施工中，以TSP 系统地质预报技术作为主要预报手段，进行了75次的试验，并采用综合地质预报相互印证和补充，在隧道施工中起到了重要作用，取得了良好的效果 [10]。李志详等运用TSP203系统对大支坪隧道横洞掌子面HDK0+064里程处进行预报，结合实际开挖，证实了预报的可行性和准确性[11]。随着TSP系统的不断完善和解译技术的不断进步，该技术必将在我国的隧道建设中发挥越来越重要的作用。

3.3 前景

该方法与其它超前地质预报的设备相比，最大优点是：探测距离远，分辨率高，抗干扰能力强，影响施工很少（洞内探测时间用时较短，一般45min即可）[6]。TSP超前地质探测作为一种新型的工程地球物理探测方法，采用深度偏移成像方法，提高了解释精度和预报的准确性。因此，该方法具有很好的应用前景。但是TSP在实际工作中也存在较多问题，最主要的问题就是不良地质条件的判读缺乏明确的指标，更多依赖于经验，特别是地质专家的经

验。另外，对于与隧道走向近乎平行的断裂带、饱水带，以及几何形状为圆柱体或圆锥体的溶洞等等，尚无法探测识别，这也将是下一步的研究工作重点[12]。另外，TSP探测所能解决的问题，与施工单位直接需要解决的问题(围岩级别和塌方可能性评价)有一定的差距。为了解决这个问题，汇总工程师还要补充学习一些地质力学知识，最好辅以跟踪地质工作。要提高超前地质预报的精度，除了提高解译水平外，最好是应用2种或2种以上的长期预报方法进行相互印证，从而尽量使多解变为单解[8]。

最后，目前设备的售价和耗材较高，这也是影响其广泛推广的一大障碍[7]。

4 高密度电法

4.1 原理

电法勘探是以岩（矿）体电性差异为基础的一大类物探方法。目前，发展较快应用最广泛的是高密度电法。此法是一种陈列勘探方法，它集电测深和电剖面于一身，在观测装置中设置了较高密度的观测点，从而使得数据采集精度高、抗干扰能力强，可以获得更丰富的地质信息。

4.2 发展和应用

高密度电阻率法(简称高密度电法)最早起源于20世纪70年代末期的阵列电探思想，英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电阻率法的最初模式。80年代中期，日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集，但是由于整体设计的不完善性，这套设备没有充分发挥高密度电法的优越性，所以并未引起人们的重视。直到90年代随着电子计算机的普及和发展，其优点才被越来越多的人认识。经过20多年的发展，高密度电法在仪器、软件、方法及应用上已取得了明显的成绩。尤其是近几年，高密度电法在工程地质的许多领域都得到了广泛的应用。

在环境工程中，高密度电法主要在边坡软弱夹层调查、冻土调查、岩溶探测中广泛应用。郭秀军等针对高密度电阻率法探测中常用的 4 类电极排列方式，即温纳、施龙贝格、偶极、二极装置，利用有限元方法二维正演模拟建立了均质土坡滑面、软弱夹层滑面、堆积层滑面、构造破碎带滑面的标准地电模型剖面，明确了进行不同类型滑坡工程地质调查时不同电测装置的探测能力和视电阻率异常模式，指出高密度电法在多数情况下能够在斜坡方向形象地反映出滑坡体和滑动面的分布[13]。王建军等应用高密度电法对烽火村岩溶地面塌陷进行了勘察，对不同时代的地层分界线进行了划分，并对土层扰动、断层破碎带和岩溶进行了探测，取得了较好的地质效果[14]。

在工程勘察领域，秦正在对新乡东500KV变电所工程场地的地震安全性评价工作中，利用高密度电法对工程场地及附近进行了地下断层的探测，较准确的找到了断层[15]。陈泉林等使用由WDJD-1 型主机与WDZJ-1多路电极转换器组成的高密度电法测量系统，按照不同的工程要求，采取不同的排列方式进行勘探，实现了对不同岩土层界面的划分[16]。张亮国等做了高密度电法在沪蓉高速公路勘查中的应用研究，证明高密度电法在灰岩地区查找溶洞、破碎带等是可行的，在二维视电阻率反演剖面上，溶洞、破粹带等的规模和位置是非常准确的[17]。另外，该方法在城市管线探测、人防工程探测、城市地下埋藏物探测、隧道渗漏探测、断层探测中都有广泛的应用。

在工程检测中，刘宾等对高密度电法在防渗墙无损检测中的应用方法进行了对比研究，通过实际工程应用结果，对高密度电法四极剖面及三极剖面两种方法进行对比研究，对于符

合检测条件的防渗墙，采用三极剖面法，得到了比较满意的检测效果[18]。马爱玉等把高密度电法应用于黄河提防隐患探测中，取得了良好的效果[19]。另外，在水坝粘土芯墙渗漏检测、堤坝灌注质量检测、堤坝结构体探测、水库堤防渗漏检测、水库堤防裂缝检测、长江堤防垂直防渗墙质量检测、隧道灌浆质量检测、堤防灌浆质量检测、煤田采空区处理灌注质量检测、考古等其它工程中等也有广泛应用。

4.3前景

由于高密度电法具有点距小、数据采集密度大的特点，能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、规模、产状等。从而可以较为准确地推测出地质体空间形态情况、地层岩性、断裂等情况。另外，其操作简单，轻便，因此其在工程地质中必将具有广泛的良好应用前景。

高密度电阻率剖面一般采用拟断面等值线图、彩色图或灰度图表示，由于它表征了地电断面每一测点视电阻率的相对变化，因此该图在反映地电结构特征方面具有更为直观和形象的特点。目前，国内的研究，反演的方法主要有佐迪反演、改进的佐迪反演、二维视电阻率断面的快速最小二乘反演等等。国外主要研究计算机自动二维、三维反演等[20]。

在不久的将来，对于二维高密度电法测量，将同时进行分布式仪器中的时间域激电测量。数据处理方面，也将更加完善。三维高密度电法测量将得到应用，由于其测量时间和反演运算时间长等原因，其应用一直受到影响[20]。目前，国内外在该领域进行了大量的深入研究，如国外AGI公司和中国地质大学等。相信随着仪器水平和软件水平的不断提高，三维高密度电法必将得到进一步的发展和广泛的应用。

5 地质雷达

5.1 原理

地质雷达又称为探地雷达，是利用超高频（106～109Hz）脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。探地雷达探测时，通过发射天线向地下定向发射脉冲电磁波，脉冲电磁波能量就向地下(或其它方向)定向辐射。当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体(介电常数和电导率不同)，就会发生反射和散射现象。通过对接收的反射波进行校正、叠加、滤波和偏移等处理，从而可以确定介质中电磁波传播速度，再结合电磁波双程走时时间来确定界面或目标体的位置，通过分析接收的反射波形态、幅度、变化特征等并结合相应的地球物理解释模型来判定界面或目标体性质[21]。

5.2发展和应用

探地雷达这一概念是在1910年德国一项专利中首先被正式提出，最初是在矿井中试验和应用。20世纪70年代，我国开始引进和研究，并逐渐应用到工程中。到九十年代，由于其高效快捷、高分辨率等特征，在我国浅层与超浅层地质调查及工程中得到了广泛应用。

何开胜等通过太浦河泵站滑坡工程实例，尝试应用探地雷达进行滑动面的探测，探讨了探地雷达辨别滑坡区、滑动面、有机质夹层的探测机理，结果表明，利用探地雷达对堤坝滑动面进行探测是有效的[22]。薛桂玉等将地质雷达应用到水电工程中，探测出了某水电站滑坡体覆盖层与破碎带的分界面和某抽水蓄能电站库区溶洞，解决了实际问题[23]。另外，探地雷达在工程地质其它领域也有广泛应用，如探查覆盖层厚度、松软层厚度及分布、基岩风化层界面及分布、基岩节理和断裂带、地下水分布等，探测地下溶洞、空洞、塌陷区、地下排污

巷道、管道及地下管线等。在回填等松软层上该技术探查深度可达20m以上，在致密或基岩上探查深度可达30m以上。

在工程质量检测中也有广泛应用。主要检测衬砌厚度、破损、裂隙、空洞、渗漏带、回填欠密实区、围岩扰动等，检测精度可达厘米级。检测公路及城市道路路面、跑道、挡墙等各层厚度和破损情况，挡墙、桥梁、混凝土构件等中的空洞、裂隙及钢筋分布等，检测精度可达毫米级[21]。覃建波等运用探地雷达技术在检测公路隧道、引水涵洞衬砌质量及混凝土结构中钢筋铺设质量时，取得了显著的效果 [24]。

另外，在地下埋设物与考古探察中和隧道超前跟踪探测及预报中都有广泛的应用。如朱向泰在敦煌机场扩建中采用地质雷达进行古墓不良地质体的勘查，取得明显效果[25]。在隧道超前跟踪探测及预报中，地质雷达可预测前方30~50m范围内的断层、溶洞、裂隙带、含水带等地质构造。.

5.3前景

虽然地质雷达技术有着较为广阔的应用前景，但也存在一些局限性，主要体现在两个方面。一是探测深度方面，由于地质雷达发射的电磁波频率越高，电磁波在地下介质中衰减越厉害，探测距离越小，同时分辨率越低。因此在不增加地质雷达体积和重量的情况下如何提高其发射功率和分辨率还有待于研究。二是地质雷达受地面金属体、电线等干扰较大，因此如何避免或较好地压制这些干扰，较为真实地反映地下情况，也是一个值得研究的课题[23]。

对于探地雷达的应用现状，对硬件的改进方面，应集中在天线及电路的进一步改进上，如频率特性、方向性、灵敏度、阻尼振荡等要与地下介质阻抗相匹配。对于图像的数据处理和地质解释也急需进一步的改善。目前，在工程界，地质雷达数字处理主要使用增益恢复、一维数字滤波等简单的数字处理方法，而频率--波数域滤波、偏移归位处理、复信号分等数字处理方法还在研究之中。另外，宜着重开拓基于电磁波传播特性的预处理软件，而非地震软件的直接移植[23]。此外，由于地质雷达的图像解释很多时候依赖于专家的经验，因此可以考虑发展人工智能技术，利用机器识别技术来判断异常，并开发专家系统，充分利用专家经验[23]。

同样，地质雷达技术作为一种物探手段，同样存在多解性和目标体方向不确定性的缺陷。因此，要把地下介质的电性转化为地质情况，必需把地质、钻探、探地雷达这三个方面资料有机地结合起来，建立测区的地质－地球物理模型，才能获得正确的地下地质模式[26]。

6. 结束语

由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提，且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响，使得这些方法技术存在着一定的条件性和局限性，加之大中型重点工程大多具有比较复杂的地质和工程问题，所以采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题，此时应考虑综合物探进行施测，以提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量，满足工程之需。

但是综合物探决不是多种方法和手段的任意罗列，也不是投入的方法和手段越多越好，而应是最佳方法或手段的优化组合，使其达到“技术可靠、经济合理”，达不到这一要求的地质物探，决不能说是真正的综合物探[27]。不同的物探方法在同一个工程项目中应用，往往可以起到互相补充相互验证的作用。如姜早峰等用高密度电法、地质雷达和地震浅层反射法在某水库坝基渗漏勘探中的应用，有效的查明了复杂地质条件下的水库渗漏原因[28]。武彬等

通过反射波法、拆射波法、瞬态瑞雷面波勘探法、直流对称四极电测深法、联合剖面法、高密度电测深法六种物探方法在川藏公路102大型滑坡勘察中应用，取得了良好效果，充分表明了综合物探方法所具有的良好探查效果[29]。

综上所述，充分利用地质、地球物理特征、配合少量的钻探、合理采用各种物探方法的组合，是发挥物探方法在地质工程中应用效果的基础，也是物探方法在地质工程领域应用和发展的方向和趋势，同时，综合物探也是克服物探方法多解性的主要途径[30]。

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The Research Present State and Progress of New Exploration Techniques Applied to Engineering Geology

Wu Guoxiao，Yamg Fenggen

College of Civil Engineering, Hohai University，Nanjing (210098)

E-mail：guoxiao1981@https://www.wendangku.net/doc/671427956.html,

Abstract

This paper introduced the development of several exploration techniques. Based on the analysis of some former applied examples, the paper discussed the seismic CT, TSP, high density resistivity and GPS’s application and progress in engineering geology. Then the applied regions, their advantages and shortcomings was summarized in terms of their different characters and effects in engineering geology. Furthermore, there were discussion and pretest on the direction and prospect of each method. At last, the author further analysised the integrated geophysical exploration method’s effectiveness and tendency in engineering geology.

Keywords: seismic CT; TSP method; high density resistivity method; GPS; integrated geophysical exploration

工程地质概况

第二章工程地质概况 本工程位于郑州市莲花公园北100m处，玉兰街处，文峰小区住宅楼四幢，其中4#楼占地面积约2800m2，基坑周长约220米，70*40二层地下室。开挖深度分为9.0m，基坑安全等级为二级，基坑临时支护使用年限为12个月。 2.1 工程地质情况 工程地质往往是由勘探得到的，勘探包括钻探、井探、洞探、触探以及地球物理勘探等多种方法，勘探方法的选择首先应符合勘察目的的需要，还要考虑其是否适合于勘探区岩土的特性。工程地质钻探的任务之一是取岩土的式样，用来对其观察、鉴别或进行各种物理力学实验，以下是用钻孔取土器从钻孔中采取的式样进行试验得到的数据。 2.1.1地层特征 据勘察报告，本基坑地层结构由第四系全新统冲积地层、下伏基岩为第三系泥质粉砂岩。按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为①素填土、②粉质粘土、③细砂、④中砂、⑤砾砂、⑥强风化泥质粉砂岩，六个工程地质层位，以下分别予以阐述： 1杂填土 全场地分布。黄褐色，松散状，湿，由中砂及细砂组成，为近期回填土，欠固结。层顶标高20.40～21.70m，层厚3.2m。 3粉土 全场地分布。灰褐色，可塑，湿，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，有光泽，局部含少量铁锰质结核。层厚3.0m。 3粉质粘土 全场地分布。灰褐色，可塑，湿，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，有光泽，局部含少量铁锰质结核。层顶标高19.10～ 19.35m，层厚1.40～3.40m。 ③细砂 场地部分钻孔可见。灰色、松散状，饱和，上部含少量泥质，以细颗粒为主，成分主要为石英，颗粒级配差。层顶标高15.93～ 16.77m，层厚0.80～1.40m。 ④中砂 场地部分钻孔可见。灰色，松散状，饱和，以中颗粒为主。层顶标高15.15～16.37m，层厚1.90～2.00m。 ⑤砾砂 全场地分布。黄色，稍密状，饱和，层顶标高4.24～7.61m，层厚3.10～4.21m。 ⑥全风化泥炭质页岩 全场地分布。棕红色，岩芯多呈碎屑状及碎块状，泥炭质胶结，原岩结构不清晰。层顶标高-1.71～-0.97m，层厚2.90～ 4.30m。 ⑦强风化炭质灰岩

【论文】工程地质勘查在工程建设中的作用

工程地质勘察：作业一 论工程地质勘察在工程建设中的作用 摘要: 工程地质勘察手段和方法主要运用坑深、物探、钻探等，对在城市建设、大型厂房建设和桥梁建设工程初期规划的区域进行调查研究分析，为工程设计和施工提供所需的基岩地质资料。作者主要从工程地质勘察的主要任务、工程建筑对地质环境的作用、工程地质条件、工程地质问题、工程地质评价五方面对工程地质勘察在工程建设中的作用进行论述。关键词; 工程地质勘察；工程建设；作用 引言 为了查明建筑厂区的工程地质条件，论证工程地质问题，正确地做出工程地质评价，以提供建筑设计、施工和使用所需的地质资料，就需进行工程地质勘察。不同类型、结构和规模的建筑物，对工程地质条件的要求以及所产生的工程地质问题各不相同，因而勘察方法的选择、工作的布置原则以及工作量的使用也不相同。为了保证各类建筑物的安全和正常使用，首先必须详细而深入的研究可能产生的工程地质问题，在此基础上安排勘察工作。应制定适用于不同类型工程建筑的各种勘察规范或工作手册，作为勘察工作的指南，以保证工程地质勘察的质量和精度，因此本文从工程建筑对地质环境的作用工程地质条件、工程地质问题、工程地质评价四方面对工程地质勘察在工程建设中的作用进行论述[1]。 一、工程地质勘察的主要任务

工程地质学为工程建设服务则是通过工程地质勘察来实现的。包括以下六个方面： ①查明场区工程地质条件。 ②选择地质条件优越的建筑场地。 ③分析研究工程地质问题，作出定性和定量的评价。 ④提出有关建筑物的类型、结构及施工方法的建议和方案。 ⑤提出改善和防治不良地质条件的方案和措施。 ⑥预测建筑物建成后存在的问题，制定保护地质环境的措施。 由此可见工程地质勘察是工程建设的基础工作。 二、工程建筑对地质环境的作用 工程建筑对地质环境的不同作用，决定了进行工程地质勘察的原因。工程建筑对地质环境的作用，主要是通过应力变化和地下水动力特征变化而表现出来的。这些特征变化对工程地质勘察的实施至关重要。建筑物自身重量对地基岩土体施加的载荷、坝体所受库水的水平推力、开挖边坡和基坑形成的卸荷效应、地下洞室开挖对围岩应力的影响，都会引起岩土体内的应力状况发生变化，使岩土体产生变形甚至破坏一定量值的变形是允许的，过量的变形甚至破坏就会使建筑物失稳。建筑物的施工和建成经常引起地下水的变化，从而给工程和环境带来危害，如产生岩体的软化和泥化、地基砂土液化、道路冻害、

物探新方法新技术之七：三维可视化技术(3DVisualization)

7 三维可视化技术 三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。它是利用三维地震数据体显示、描述和解释地下地质现象和特征的一种图像显示工具。它可使地球物理学家和地质学家“钻入”到数据体中，更深刻地理解各种地质现象的发生、发展和相互之间的联系。 7.1 三维可视化技术概述 可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物的内部结构。 可视化技术有两种基本类型：基于平面图的可视化(Surface Visualization)和基于数据体的可视化(Volume Visualization)，也称为层面可视化和体可视化。 层面可视化指的是地质层位、断层和地震剖面在三维空间的立体显示，其主要用于解释成果的检验和显示。 体可视化是通过对数据体(可以是常规地震振幅数据体，也可以是地震属性数据体，如波阻抗体或相干体)作透明度等调整，从而使数据体呈透明显示，其主要用于数据体的显示和全三维解释。 在体可视化解释中，常用技术有5种：体元自动追踪技术、锁定层位可视化技术、锁定时窗可视化技术、垂直剖面叠合可视化技术和多属性可视化技术。 (1) 体元自动追踪技术 追踪过程是从解释人员定义种子体元(Seed Voxel)开始的，体元追踪是沿着真正的三维路径追踪数据体，因此追踪结果是数据体而不是层位。图7—1给出利用体元自动追踪技术解释某油田含油砂体的过程，即从油层标定、种子点拾取、体元追踪到三维显示。 (2) 锁定层位可视化技术 利用已有的层位数据(或者层位数据做定量时移)作为约束条件，将目的层段的数据从整个数据体中提取出来，然后针对层段内部数据体调整颜色、透明度和光照参数，可以更有效地圈定地质体的分布范围，更准确地判断断层的延展方向

工程物探常用方法及技术

工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同，工程物探技术又分为三大分支，即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探（简称工程物探），我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多，它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同，随着科学技术的进步，工程物探技术的发展日趋成熟，而且新的方法技术不断涌现，几年前还认为无法解决的问题，几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某种程度上讲，它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探：包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等； ②探地雷达：可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等； ③地震勘探：包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法； ④弹性波测试：包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等；地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等； ⑤层析成像：包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等； 地下管线探测 主要检测内容： （1）金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测，管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点；探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 （2）非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术，可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异，采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术，探测的精度高，在小面积精确定位方面有无可比拟的优势；磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌，结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分，加以典型影像校正，能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案，主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。

工程地质勘察报告

宜宾市过境高速公路西段 沿线综合工程地质勘察报告 1 前言 工程概况 宜宾市过境高速公路西段宜宾市的宜宾县、翠屏区。本项目的建设主要为提高宜宾市路网的通行能力和促进城市发展，项目在布线时充分考虑了沿线各重要城镇的发展规划，避免了对宜宾市城市发展的干扰。宜宾城市总体规划为本项目确定走向的重要依据之一。 路线起于乐宜高速公路，设枢纽互通，经金城、玉龙、止于宜水高速公路，设柏溪枢纽互通与公路相接。 推荐线（K+A+K）路线全长，建设里程，A线对应的K线长。 经统计，初步设计外业勘测共完成以下工作量： 1、沿线工程地质调绘。 2、工程地质类比调查4处。 3、静力触探孔44孔。 4、初设阶段完成的钻探工作量，机械钻孔84孔。 5、共调查天然砂砾石、砂及碎石料场2处，机制砂料场1处，灰岩碎石料场2处，砂岩片块石料场2处，其余料场可参考利用与公路相交或邻近的公路等工程已有资料，共收集6处。 技术标准、规程、规范 执行的主要技术标准、规程、规范、规定如下： 执行的主要技术标准如下：路计路

（4）《工程岩体试验方法标准》 GB/T50266-99；以往地质工作及参考资料： （1）区域地质资料：1:20万，H-48-(27)宜宾幅地质图。 （2）宜宾市过境高速公路西段工程可行性研究报告。 （3）宜宾市过境高速公路初步勘察报告。 上述资料对工作区的地层结构、地质构造、地质环境特征等方面进行了详尽的描述，对本次勘察有较大参考利用价值。 2 沿线工程地质概况 地形地貌 项目位于四川省东南部，地处四川盆地盆周山地区的南西缘山地亚区及四川盆地南低山丘陵区，路线走廊带的地形、地貌单元受地质构造和岩性控制明显。将工作区划分为两种地貌类型和五种次级类型地貌，分为侵蚀堆积地貌和构造剥蚀地貌两大类。 (1)侵蚀堆积地貌 ①河流堆积漫滩和一级阶地(Ⅰ 1 ) 主要分布于宜宾岷江、金沙江两岸滩地。堆积漫滩由近代冲积粉砂土、砂砾卵石构成。表面低平，宽数十至千余米，后缘高出江面4～10m。一级阶地由近代冲积粘质砂土、粉砂土、砾卵石组成，表面平整宽阔，略倾向江面，顺江延伸，长数至十余公里，宽约1km，前缘高出江面10～30m。 ②河流堆积阶地(Ⅰ 2 ) 主要分布于宜宾岷江、金沙江两岸二三级阶地。上部堆积黄色砂质粘土，下部为粘土夹砾卵石，组成二级及三级基座阶地。阶地台面不平整，切割处可见基岩出露。二级阶地高出江面50～80m。延伸1～4km。缓状 6纵 台角 无 冷天大 为最

工程地质建筑勘察设计符号及含义大全

符号 A——基础底面（或压板）面积； AP——桩端面积； a——压缩系数； b——基础底面宽度； b0——基础顶面的砌体宽度或柱脚宽度； Cc——压缩指数； CN——有效覆盖压力校正系数； c——粘聚力； cu——十字板剪切强度； Dr——砂土的相对密实度； Dp——地基变形计算深度 d——①基础埋置深度；②桩身直径； dext——外墙基础埋置深度； dint ——内墙基础埋置深度； Ea——主动土压力； Ers ——回弹再压缩模量； Es ——压缩模量； s E——压缩模量当量值； e——孔隙比； F——上部结构传至基础顶面的竖向力； Fs ——①抗滑稳定安全系数； ②抗倾覆稳定安全系数； fa——深宽修正后的地基承载力标准值； faE——调整后的地基抗震承载力； fka——地基承载力标准值； frk ——岩石饱和单轴抗压强度标准值； fu——地基承载力极限值； Gk——①基础自重与基础上的土重之和； ②桩基础承台自重及承台上的土重之和； H——作用于基础底面的水平推力； Hg——自室外地面算起的建筑物高度； H0——基础高度； h0——有效高度； IL——液性指数； ILE——液化指数；IP——塑性指数； Ka——主动土压力系数； k0.08——压板面积为50cm×50cm的载荷试验，当沉降量为1cm时的附加压力（简称下沉1cm时的附加压力）；

k ——实际基础沉降量为1cm时的附加压力； M——作用于基础底面的力矩； Mc——倾覆力矩； MR——抗滑力矩； Ms ——滑动力矩； Mxk——相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面通过桩群重心的x轴的力矩；Myk——相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面通过桩群重心的y轴的力矩；m——面积置换率； N——标准贯入试验锤击数； N'——标准贯入试验锤击数校正值； N10——轻型圆锥动力触探试验锤击数； N63.5——重型圆锥动力触探试验锤击数； N'63.5——重型圆锥动力触探试验锤击数修正值； Ncr——液化判别标准贯入试验锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入试验锤击数基准值； pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值； p0——①相应于荷载准永久组合时，基础底面处的附加压力； ②标准宽度基础的附加压力； p0j——对应于荷载效应准永久组合时，桩端平面处的附加压力； pcr——平板载荷试验gs gp 1 1 ? 曲线的折点压力；pj ——相应于荷载效应基本组合时，基础底面地基土单位面积净反力设计值（不 含基础自重及其上土重）； pz——土的自重压力； pcz——软弱下卧层顶面处土重压力； pkmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处最大压力值； ps ——比贯入阻力； qp——桩端阻力标准值； qs ——桩侧阻力标准值； RH——单桩水平承载力标准值； RV——单桩竖向承载力标准值； Sr——土的饱和度； s ——地基最终沉降量； s′——施工期间（主体结构完工阶段）平均沉降量； sc ——①按分层总和法计算的地基沉降量； ②按分层总和法计算的桩基沉降量； smax——长期最大沉降量； up——桩身横截面周长； vp——压缩（纵波）波速； vs ——剪切（横波）波速；

物探新方法、新技术

第一章 地震模拟技术 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 物理模拟 ：物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1) 地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2) 地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波波形相同，只是振幅和极性不同； (3) 所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 制作合成地震记录的步骤是： (1) 获得反射系数 反射系数曲线?)(t R 波阻抗曲线),(ρv z 根据假设(1)，可用速度曲线代替波阻抗曲线。 通常用声速测井资料即可，但某些地区无声速测井资料，也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式) 6/13)(102)(ρh h v ?= (1-1) (2) 地震子波的选择 选用不同的子波来制作合成记录，与井旁的地震道比较，选择最接近的一个。 (3) 不考虑多次波及透射损失情况 地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录 )()(*)(t s t t b =ξ (1-2) (4) 不考虑多次波，但考虑透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-3) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。 例如第n 个界面的等效反射系数为 )1()1)(1(212221ξξξξξ---=-- n n n n (5) 考虑多次波及透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-4) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。 图1—3为合成地震记录的示意图。利用合成地震记录，对地震剖面上的地质层位

地震勘探技术的发展与应用

地球探测与信息技术 读书报告 课题名称：地震勘探的发展与应用 班级：064091 姓名：吴浩 学号：20091004040 指导老师：胡祥云

地震勘探的发展与应用 吴浩 （地球物理与空间信息学院，地球科学与技术专业） 摘要地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，应用于石油、煤炭、采空区调查、地热普查等重要领域，由陆地不断向海洋发展。本文着重针对地震勘探过程和技术的发展几个重要阶段及应用进行展开。 关键字地震勘探三维地震石油勘探煤矿发展与应用 1 引言 地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。地震勘探应用领域广泛，与其他物探方法相比，具有精度高、分层详细和探测深度大等优点，近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。 2 地震勘探过程及发展 地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。 1．地震数据采集 在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。一般地讲，地震野外数据采集成本占勘探成本的80%左右，因此世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，

物探方法现状及未来展望

物探方法现状及未来展望 发表时间：2018-12-12T17:02:36.277Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：刘晨阳 [导读] 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。 吉林大学建设工程学院工程地质系长春 130026 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。通过应用地球物理方法，达到探查建筑物地基、地下管线以及地下不良地质体和覆盖层等目的，工程物探在工程建设中发挥着至关重要的作用。 1现有的物探方法 工程物探所采用的技术方法种类繁多，根据不同的工作环境，可以分为航空物探、地面物探和地下物探三类。根据所使用的仪器设备和所依据的原理又可划分为：电法勘探、地震勘探以及电磁勘探、重力勘探。 浅层地震勘探由于具有精度高、分辨率高、探测深度大并且对场地要求较小的优点而在工程地质勘探中发挥着至关重要的作用，其勘探方法可分为反射波法、折射波法和透射波法，工程勘察中常常根据不同的勘探精度和适用性而选择不同的方法。反射波法由于对场地的开阔程度较折射波法小并且激发所用的爆炸药量较小而被广泛使用。地震勘探是根据地层岩石之间的弹性参数差异勘探的。反射波法反映的是波阻抗界面，不同的地层其波阻抗不同从而可以根据岩石弹性参数的差异划分出覆盖层与基岩的分界面，达到探测覆盖层厚度的目的。 高密度电阻率法具有探测密度高、信息量大、工作效率高的优点，能够直观的反映出一定厚度或规模的软弱夹层、砂层，空洞和地下水位，对地层周围地质情况反映明显，根据岩矿石的电性差异可以对地层进行分层，有助于在工程施工过程中较为准确的找出病害区和基岩面，是覆盖层探测的可选方法。地质雷达具有勘探精度高，对场地范围大小和起伏程度要求不高，探测方向性好的优点，对厚度较薄的地层反映异常清晰，对于富水区、破碎带和空洞反映明显，根据覆盖层和基岩之间明显的介电常数差异可以对覆盖层的厚度进行探测。 2综合物探方法的广泛使用 在工程地质勘察中，勘察的对象与周围的环境或介质往往存在着某种差异，而这些差异所呈现出的天然或者人为物理场的分布特征则能反映出地下的地质特征，为工程的建设以及施工提供有效的勘探依据。然而，地下介质参数并不是由单一参数决定的，如果只是考虑单一的物性参数所得出来的物探资料很难具有说服力，地下介质的复杂性造就了物探方法的多解性，因此在勘探过程中大多是结合地质以及地球物理的特征，选择其最优的组合方法，将多种物探方法综合使用，最终通过钻探资料验证，从而得出物探方法在工程勘察中的应用效果。 高密度电阻率法[1]是一种阵列勘探的二维勘探的方法，上世纪70年代末有学者研究发现了传统电法勘探有许多不足之处，因此产生了阵列电法勘探的思想；英国学者所设计的电测深装置即为高密度电法的雏型。如下图1所示： 图1电法工作原理图 20世纪80年代，日本株会社借助于电极转换板暂时实现了高密度电法的野外数据采集，然而由于设计的不完善，这套设备并没有完全发挥出高密度电法纵横向二维勘探的优越性。至80年代末，高密度电法开始传入中国，一些高校和科研部门对高密度电法进行了技术研究，理论联系实践，从而对方法理论和相关的技术问题进行了完善。经过科研工作者的不懈努力与研究，高密度电阻率法的数据处理和反演已经由二维逐步发展到三维，三维数据场的可视化已经得到了实现。高密度电阻率法由于工作效率高，反映的地电信息量较大已经被广泛应用于工程地质中去，如基岩面的调查，建筑选址及断层等其他地质灾害探测等。地质雷达最早的雏形是1904年Husemeyer通过电磁波的信号来探测距离较远的地面的金属体，1910年德国科学家在其专利中提出了用电磁波来探测地下介质的概念，1924年，英国物理学家Edward Victor Appleton利用电磁反射波估算了电离层的高度，用电磁波进行探测的方法开始逐渐被应用。然而，自从1929年德国地球物理学家在奥地利地区利用电磁波脉冲探测目标体之后，通过电磁波探测地下介质体开始被遗忘。 瞬变电磁法[2]（Transient Electromagnetic Methods）的基础是电磁感应原理，场源为人工源，因为研究的是响应场与时间的关系，又被称为时间域电磁法（Time Domain Electromagnetic Methods）。其人工场源分为2类：电偶源（即接地回线）和电磁源（即不接地回线）。 利用人工场源向地下发射一次脉冲场，在其激发下的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场（即一次场），在一次场激励下，地质体将产生涡流。在一次场消失以后，涡流不会马上消失，它会有一个衰减的过程，此过程会产生一个衰减的二次磁场，并继续传播，再由接收回线接收二次场。这样，通过分析二次磁场的信息变化，就可以得到地质体的电性分布情况。

国内外工程物探技术现状

工程与环境物探在国内外的发展 工程与环境物探技术包括方法和仪器两方面。方法是物探工作的基础，包 括探测的基本原理、观测方式、资料处理方法及解释原理。仪器是物探数据采 集设备系统，包括发射、接收、模数转换、存储和处理等单元。在工程与环境 物探技术的发展中方法起主导作用，在很大程度上物探方法带动仪器的发展。 在这里从方法和仪器两个方面，回顾一下国内外工程与环境物探技术的发展现状。 在目前国内外的物探领域应用的地球物理技术从原理上分三类，即波动场 方法、感应场方法和谐和场方法。因对探测的可靠性和分辨率的要求高，所以 目前工程与环境物探领域主要使用波动类方法，配合少量的感应场方法和谐和 类方法。波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法。波动类方法是以波的传播 速度、时间、传播规律等信息作为探测基础的，确定目标的位置、大小、和性质。 目前的工程与环境物探中使用的波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法，前者包括地震波、声波、超声波，后者主要指雷达波。工程与环境物探领域习 惯上将电磁波和电磁感应和静电场等方法归在一起，称为电磁方法。近年来超 声波技术进展很快，发展起相控阵超声成像和超声导波检测技术。工程病害诊 断技术要求分辨率高、可靠性好，常使用地震CT、声波CT、电磁波CT和高密 度电法。有些方法可以在不同用途中选用，没有明显的界限。现分别进行评述。 1. 工程与环境物探中的弹性波方法及其发展现状 弹性波方法是目前工程与环境物探技术的主体，包含地震波、声波和超声 等方法。它们之间没有本质差别，都是利用弹性波的传播规律进行探测，差异 仅在于使用的振动频率、传播距离、分辨率不同。频率低于200HZ的弹性波为 地震波，200HZ和20KHZ之间的为声波，高于20KHZ的为超声波。因此，在这 里可以对三种波一并分析。 弹性波探测的理论基础是弹性波的传播规律，最基本的规律是反射、散射、折射定律。弹性波有代表压缩变形的纵波和剪切变形的横波，两种波在遇到界 面时要发生相互转换，在有自由界面存在的条件下产生表面波。弹性波在层状 介质内传播的基本规律是很简单的，即反射和折射定律。但是在具有边界、表面、内部界面、缺陷等不同结构存在的条件下，弹性波的传播特性变得十分复杂，会发生透射、反射/散射波、波型转换和导波；介质表面传播的Rayleigh 波和Love波，分层界面间的Stonely波，板中的Lamb波等；在板、柱、管等 有自由边界的结构内，弹性波存在多模态和频散现象，形成各类导波。此外， 不同尺度大小的异常结构，对不同波长的散射效应是不同的；了解波的这些传 播规律，是应用弹性波进行勘探和检测的基础。 由于研究对象的差异、观测条件的限制和研究精度的不同要求，需要采取不同

建筑工程地质勘察报告[详细]

目录 1．勘察概况 (1) 1.1.任务由来及工程概况 (1) 1.2勘察工作目的与任务及执行的主要技术标准 (2) 1.2.1.勘察工作目的与任务 (2) 1.2.2.勘察依据和执行的技术标准 (2) 1.3. 勘察工作布置及任务完成情况 (2) 1.3.1.勘察工作布置 (2) 1.3.2.勘察工作质量评述 (3) 2.场地工程地质条件 (4) 2.1.地形地貌 (4) 2.2.气象与水文 (4) 2.3.地质构造 (4) 2.4.地层岩性 (5) 2.5.基岩顶界面及基岩风化带特征 (5) 2.6. 水文地质条件 (5) 2.7. 水土腐蚀性评价 (6) 2.8. 特殊性土－填土的评价 (6) 2.9. 不良地质现象地质灾害 (6) 3. 岩土物理力学特征 (6) 3.1. 岩土测试成果的可靠性分析及统计原则 (6) 3.2 野外重型动力触探(N63.5) 原位测试 (6) 3.3. 岩石测试成果及统计评述 (6) 3.4.岩体基本质量等级 (9) 3.5.岩土参数选用及建议 (9) 4.地震效应评价 (10) 4.1场地类别评价 (10) 4.2岩土地震稳定性评价 (11) 5．场地工程地质条件评价 (11) 5.1．场地稳定性及适宜性评价 (11) 5.2．边坡稳定性评价 (11) 6.场地地基评价 (23) 6.1.场地地基均匀性评价 (23) 6.2.地下水作用评价 (23) 6.3. 岩土层承载能力评价 (23) 6.4.基础持力层的选择 (23) 6.5.基础型式建议 (23) 6.6. 成桩可能性评价、桩的施工条件论证及对环境的影响论证 (24) 7.结论与建议 (24) 7.1结论 (24) 7.2建议 (25) 附图表目录 1.勘探点平面图NO:1 2.工程地质剖面图NO:2－1～61 3.钻孔柱状图NO:3－1～252 4.动探试验曲线图NO:5－1～6 5.钻探点数据表NO:6－1～12 附件目录 1.工程地质勘察任务委托书1份 2.岩土工程勘察纲要1份 3.室内岩土试验成果1份 4测量成果表1份

前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描

前沿：海洋宽频带地震勘探新技术扫描 文|吴志强 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室

1、概况 海洋地震勘探在海洋地质调查、油气藏勘探与开发中起到了无可替代的重要作用。随着勘探领域的不断拓展，地震勘探的难度越来越大。在深部地质调查和复杂构造、火山岩（或碳酸盐岩）屏蔽下的油气藏地震勘探中，为了获取目的层有效反射信号、实现精确成像，对地震数据采集的要求进一步提高，包括采集到低频、高频成分丰富的宽频带、高信噪比原始地震记录。地震信号中的低频信息具有穿透能力强、对深部目的层成像清晰的优势，同时也使地震反演处理结果更具稳定性。宽频带可产生更尖锐子波，为诸如薄层和地层圈闭等重要目标体的高分辨率成像提供全频带基础数据。 理论研究表明：当地震数据的频带宽度不低于两个倍频程时，才能保证获得较高精度的成像效果；频带越宽，地震成像处理的精度越高；增加低频分量的主要作用是减少子波旁瓣，降低地震资料解释的多解性，提高解释成果的精度。 图形象地展示了低频分量的重要性：高频分量丰富、但缺少低频分量的地震子波的主峰尖锐，却会产生子波旁瓣，使地震资料的精确解释变得困难且多解；高分辨率子波是在低频和高频两个方向都得到拓展的宽频带子波，这样子波的主峰尖锐、旁瓣少且能量低，能分辨厚度极小的薄层，地震解释的精度高。 现今地震资料反演处理大多是基于模型的地震反演，成功的关键是能否提取真实子波和建立精确的低频模型。常规地震数据中缺失低频信息，只能采用从测

井数据中提取低频分量再与地震数据反演的相对波阻抗合并处理方式得到绝对 波阻抗。 在目标地质体复杂、钻井少的探区，仅靠测井资料提取的低频分量难以反映复杂地质体横向变化，导致不精确或假的反演结果。为弥补该缺陷，一般采用从地震叠加速度提取低频分量方式，而叠加速度只能提供0～5Hz低频信息，无法弥补常规地震所缺少的0～10Hz低频分量。可见，地震数据中低频信息对保证地震岩性反演的精度意义重大。 然而，在海洋地震勘探中得到宽频带地震数据是比较困难的。 首先，在常规海洋地震数据采集中，电缆和气枪都要以固定深度沉放于海平面之下，以保证下传的激发能量最大化和降低接收环境噪声。 由于海平面是强反射界面，在激发和接收环节都会产生虚反射效应，从而压制了信号的低频和高频能量，并产生了陷波点，限制了地震勘探的频带宽度。例如，为了获得深部目的层有效反射信号，必须增加气枪阵列容量、加大沉放深度以得到穿透能力大、主频低的激发子波，并加大电缆沉放深度以减少对来自深部反射界面的低频反射信号的压制效应，由此带来的副作用是高频信号受到较大压制，降低了地震信号的频带宽度和分辨率。 在海洋高分辨率地震勘探中，一般采用较小气枪阵列容量和较浅沉放深度以得到高频成分丰富的激发子波，同时降低电缆沉放深度以降低接收环节对高频信号的压制效应，这样虽然提高了地震信号的频带宽度和视觉分辨率，但它是以牺牲低频信息和勘探深度为代价，处理后的成果数据缺少低频信息，给后续的反演处理带来较大困难。 勘探设备性能也限制海洋地震勘探获得宽频带地震数据的能力，电缆在移动时产生的机械和声波噪声掩盖了微弱的有效地震信号，降低了地震数据的频宽和信噪比，尤其是对高频段信号的影响幅度更大。到目前为止，常规海洋地震勘探中尚未找到完全有效压制虚反射效应的采集和处理方法。 近年来，针对海洋宽频带地震勘探面临的主要难题，在勘探设备方面进行了研发并取得重要进展。固体电缆的研制成功和工业化应用，有效地降低了电缆噪声，提高了对微弱高频信号的响应和记录能力；双检波器拖缆采集技术的发展与应用，压制了虚反射效应，拓宽了地震频带。 众所周知，气枪和电缆以一定深度沉放于海平面之下，海平面反射在上行波和下行波之间产生交互干涉的鬼波效应，对地震反射信号产生了压制和陷波作用，降低了原始地震资料的频带宽度。气枪和电缆沉放越深，对高频信号压制越大，越有利于低频信号；沉放越浅，对低频信号压制越大，越有利于高频信号。 为了压制虚反射效应，提高地震数据频带宽度，在海洋地震激发时借鉴陆上地震勘探压制虚反射的成功做法，开发了多层震源组合新技术代替传统的平面震源组合方式，激发地震子波的低频和高频分量都得到有效拓展和提升，因此其频带展宽、穿透能力增强。 在海洋地震信号接收环节，为有效削弱由海平面虚反射引起的陷波作用，利用电缆沉放深度的变化对不同频带的压制特性，采用上、下缆接收技术，既有效

岩土工程勘察的意义及其新技术运用

岩土工程勘察的意义及其新技术运用 发表时间：2016-11-17T11:27:28.733Z 来源：《基层建设》2015年12期作者：杨俊岭 [导读] 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 中冶沈勘工程技术有限公司辽宁沈阳 110016 摘要：我国是一个地质灾害频发的国家，特殊岩土类型众多，岩土工程问题复杂，施工前必须对岩土工程进行勘察。本文分析了岩土工程勘察的意义，并探讨物探技术的发展趋势与勘察的数字化技术。 关键词：岩土勘察；数字化；物理探测 一、岩土工程勘察的意义 岩土工程勘察的主要目的是运用工程地质学等相关理论，应用科学的勘察方法，利用先进的测试技术及仪器，依照一定的程序对建筑项目场地进行调研。调查、分析、研究与工程建设相关的工程地质条件、施工建设对所在地及周边自然地质环境造成的影响等内容，并对勘察成果及技术参数进行评价和设计，以便为工程建设的基础设计及施工提供科学、详实、准确的工程地质资料及技术参数。伴随着经济的快速发展，我国建筑行业也迅速扩张。工程项目的不断增多使工程施工中遇到越来越多的问题，施工的地质条件也变得越发的复杂。在目前我国的各项工程项目中，岩土工程勘察是保证各项工程顺利进行的基础，我国岩土工程相关技术的不断更新和发展，岩土工程勘察技术的手段和方法也在不断的提高。在国内很多建筑企业已经能够独立完成复杂工程的勘察和施工，这些施工项目主要含有超高层建筑处理复杂地基、围海造陆等。 二、工程地球物理勘察 工程物探在我国已有40 多年历史，早期主要引用传统的物探方法，如地面直流电法、电测井等，方法单一，多解性强，误差很大，效果不理想。近年来，开发了适应工程需要的新技术、新方法、新领域，并与岩土工程测试密切结合，逐步显示出它的生命力。工程物探既有勘察的功能，又有测试的功能，全称是否可改为“工程地球物理探测”。工程物探的技术含量很高，是一种非破损探测技术，随着相关的物理技术与计算机技术的迅猛发展，在今后15 年内可能有更大的飞跃。 由于工程物探具有探测深度较浅，范围较小，精度要求较高，成本要求低等特点，传统的物探方法不能照搬，有的可以移植，有的可以改造和借鉴，更多的是要创新。应密切结合工程需要，例如探测基岩面、地下洞穴、孤石、管线、古墓、防空洞、桩身缺陷、破碎带、漏水点等目的物，使工程物探成为岩土工程勘察不可缺少的手段。 不同的探测目的，不同的地质条件和工程条件，要用不同的适用的物理方法。因此，工程物探的方法肯定是多种多样的，再加上“多解性”，有时需采用“综合物探”。但并非所有工程物探都要用综合方法。近年来，国内外应用各种物探原理（弹性波、声波、电压磁波、应力波等）开发了一批性能很强的专用仪器，如波速仪、探地雷达、管线探测仪、打桩分析仪等，这些仪器的特点除了精度高、抗干扰能力强等一般优点外，还有两个重要特点：一是目的性强，非常明确用于工程上的某种目的，如测定岩土介质的波速，探测具有介面的目的物，探测金属或非金属管线，探测桩身缺陷和测定桩的承载力等等；二是充分应用计算机技术，配有功能很强的软件，使仪器智能化，包括数据处理、数学运算、信息传输、数据库、层析技术、分析判别、图形处理等等，既便于用户掌握，又提高了分析能力。这类仪器的研制和应用，应当是今后的重要方向。 三、岩土工程勘察数字化 传统的岩土工程勘察技术勘察测试得到的浩瀚的地质和岩土信息，需用数理统计、模糊数学等不确定性理论进行数据处理，分析计算的数学模型不够成熟，计算参数的不确定性非常突出，初始条件和边界条件常常并不确切，在进行理论分析和数学力学计算时往往需要岩土工程师根据经验判断和修正，不能离开人的干预和决策：传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。随着现代信息技术的发展，未来岩土工程勘察的发展趋势就是将岩土工程勘察与勘察技术的数字化相结合，利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力，解决传统岩土工程勘察由于勘察数据内容上的复杂性和形式上的多样性。对岩土工程勘察方法实旅改进，逐步过渡到数字化勘察技术，并推广使其广泛应用，这是勘察工程发展的必然趋势。 要实现岩土工程勘察数字化，具体如下： 分析岩土工程勘察对象的基本特征。岩土工程勘察对象构造的规模、起因、结构、形态差别较大，但所有复杂的地质构造都能抽象为点、线、面、体四种元素的集合。任何地质对象在空间上都占有一定的范围及位置，有一定的形态和性质特征，且与其他地质对象间存在一定的空间联系。因此，地质对象的基本特征可归结为空间特征、属性特征和空间关系特征三个方面。 分析岩土工程勘察建模的依据。岩土工程地质模型是人们对客观事物认识的精炼和图示化。建模最基本的依据是观点及理论基础。这里推崇岩体岩土工程力学，其核心观点就是岩体，结构面起主导作用，软弱岩层（软岩）起着起始变形与突破的作用。结构面类型较多，性状复杂，不仅有软硬之分，还有大小之分和分布上的随机性。 明确岩土工程勘察建模的过程。一是工程变量预测。岩土工程地质建模的主要目的之一就是预测一个或多个工程地质变量的空间变化。在工程地质中，变量则是地层、构造、断层等的空间分布特征及其物理力学性质；在污染评价中，变量是土壤或地下水的污染程度；在矿产评价中，变量是矿石品位；在地下水研究中，变量是水动力参数，如水流速度。对某些研究区域的相关地质变量由于不可能进行连续的量测，往往取一些有代表性的点，然后再利用各种不同的预测技术，来推测出整个研究区域的该地质变量的空间变化规律。二是岩土工程地质特征解释。一般包含条件化及离散化两方面，即以岩性或岩土类型等控制特征为条件，将工程地质信息进行离散化，从而确定工程地质边界和相关特征描述。 基于GIS的岩土工程勘察数字化技术的实现。我们以GIS为基础的岩土工程勘察的相关数据信息分为地理信息数据，其主要分为：空间数据和非空间数据。这些数据主要来源于：基础的地理数据，如地形、地貌各项数据图以及自然区划数据图；岩土工程勘察数据，主要包括施工区域内地质勘察的资料，包括了该区域内勘察的全部内容，如周围环境、岩石性质及特种、地理条件等，也有一些地表信息，如沉积相、液化等级、年代等等。而实施岩土勘察工程数据可系统的一般程序为：首先、概念模型设计。该数据库应用属于集中处理各项数据

工程地质勘察报告

XXXXXXXX工程名称 工程地质勘察报告 二○一七年七月 工程地质勘察报告

1、前言 1.1工程概况 1.2勘察内容 1）对坝址区内主要的地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水特性和不良地质现象的类别、规模和特征等的阐述。并查明坝基地层物理力学性质等工程地质条件。 2）查明坝基及坝肩渗漏、渗透特性等水文地质条件，通过压水试验等查明坝基渗透性。 3）通过砌体取芯样做抗压强度试验、坝体压水试验等检查坝体砌筑质量。 4）通过钻孔试验数据对坝址工程整体地质情况进行描述和确认。 1.3勘察依据及执行标准 本次勘察工作所依据的技术规范、标准及文件 ●行标《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005） ●国标《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008) ●行标《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003） ●行标《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003） ●行标《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007） ●行标《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000） ●国标《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001） ●国标《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999） ●《水利水电工程地质手册》 ●设计单位提供《钻探技术要求》 1.4勘察工作布置及工作完成情况 1.4.1勘察工作布置 本次勘察工作勘探点的数量和位置由设计单位布设，详见“坝址区勘探点平面位置图（图号S-1）”。勘探点的位置沿坝体工程布置，左、右岸坝肩各布置1个勘探点,共布设勘探点2个,勘察点间距约98米。 根据设计单位提出的“勘察技术要求”和“勘探点布置图”，遵照现行规范和有关文件的要求，布设2个均为控制孔，孔深控制：各孔深入稳定基岩、压水试验值小于3Lu。 1.4.2勘察工作完成情况 本次勘察工作于2012年12月22日至12月28日完成野外钻探、取样及压

物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展

物探新技术在工程地质中的应用现状及其进展 吴国晓，杨凤根 河海大学土木工程学院, 南京（210098） E-mail：guoxiao1981@https://www.wendangku.net/doc/671427956.html, 摘要：本文结合国内外现阶段几种物探新技术的发展情况，在分析前人应用实例的基础上，简要论述了地震波CT技术、TSP法、高密度电法及地质雷达等在工程地质中的应用和发展情况。根据这些方法的不同特点和在不同工程中的应用效果，总结和归纳了各自的应用范围和优缺点，并对各种方法今后的研究方向和发展前景进行了探讨和预测。最后，作者进一步分析了综合物探在工程地质领域的良好应用效果及发展趋势。 关键词：地震波CT技术；TSP法；高密度电法；地质雷达；综合物探 1 前言 近年来，随着物探新技术的发展，其在工程地质上的应用越来越来广泛。由于物探技术具有经济、快速、效果好等特点，尤其是对探测对象不造成损伤，从而使其显示出强大的生命力。目前，随着计算机技术的发展和各种反演方法的不断创新，物探技术正朝着探测精度更高、探测范围更广、解释更准确的方向发展，表现出前所未有的广阔发展前景，被广泛应用于工程、环境、灾害地质调查等领域，越来越受到人们的关注。相信在不久的将来，物探技术必将在工程地质领域发挥更重要的、不可替代的作用。下面就近年来发展起来的新的物探方法，及在工程地质领域的应用现状和未来发展方向做一个简要总结和论述。 2 地震波CT技术 2.1 原理 地震波CT技术是利用来自不同方向的地震波(通常是人工激发的地震波)走时来探测对象内部速度结构的成像技术。在不同的地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波，利用波动走时反演地质体各个单元的弹性波速，从而得到被探测地质体的波速分布图像，这就是地震CT的基本原理[1]。 2.2发展和应用 地震波CT技术是近年来发展起来的一种重要地球物理方法。该技术大约在80年代中期起步，最初在石油勘探中开发应用，并获得较好的地质效果[2]。随后，随着计算机技术的进步，该技术逐渐被应用到工程地质领域，取得了显著的效果。 陈新球等在对长江三峡永久船闸高边坡卸荷影响带的探测中，运用地震波CT技术成功的调查出了高边坡卸荷影响带的厚度、断层走向及规模等地质问题[1]。李张明等采用全方位观测地震波层析成像技术，获取了三峡工程永久船闸边坡大尺度岩体地质构造分布及整个区域以细小单元形式给出的波速分布参数，为地质概化模型分析、边坡稳定性分析及变形计算首次提供了完整的力学参数“体”数据[3]。孙党生等把井间地震波CT成像技术应用于深圳罗屋田水库渗漏勘察，确定了主要渗漏通道与渗漏点位置，取得了很好的效果[4]。 由此可见，与常规的剪切波速测试相比较，该技术以速度标识图像表明地质体介质内部结构和特性，是一种高分辨率、数字化的测试技术方法。它能有效的确定岩溶和岩体破碎带，更有利于全面细致的对岩体进行稳定性评价，圈出地质异常体的空间位置，从而为岩体分区及波速成像开拓了新的途径[5]。另外，地震波层析成像技术在研究复杂岩体结构、岩体力学