综合物探技术研究及其应用

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[摘要]随着社会经济的不断发展，科学技术水平的不断提升，综合物探技术取得了一定程度的发展和进步。这些创新科学技术已经被成功的应用在许多大型的工程地质勘探上，并且获得了良好的社会经济效益。本文从综合物探技术的基本原理和使用方法入手，介绍其在工程中的实际应用。

[关键词]综合物探技术 工程应用 研究

[中图分类号] P619.22+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-215-1

0引言

随着我国地质勘探工作的不断进步发展，综合物探技术在其中发挥的作用非常显著，不但使用方便，而且经济实惠。随着科学技术的不断发展，越来越多的高精度的综合物探技术在工程地质勘探的地位，愈发显得重要。而很多工程勘探过程中，由于本身建设投入大，工期较短，传统的钻探技术和方法难以确保工期的顺利完成。而综合物探技术在工程中的实际应用，不仅可以高效的对工程地质情况做出一个详细的勘察，而且从另外一个方面来说，可以在确保任务按期完工的同时，也节省了资金成本。

1综合物探的基本原理

地层表面所激发的振动信号在地层传播过程中，会产生一定的体波和面波信号，体波信号一般分为横波和纵波，面波信号分为Rayleigh波以及Love波，体波信号在一些特殊的地层环境下，会出现明显的反射和折射现象。面波信号在地层的传播过程中会出现频散现象。

研究数据显示，面波在一些非均匀的介质传播过程中会出现频散现象，反之则没有。一般来说面波在地层传播的频散具有一些规律：首先，当频率有变化时，面波速度就会随着地层勘探深度的逐渐变化接近地层的速度；另外，地层厚度发生变化时，就可以看出拐点位置与地层厚度有着非常紧密的联系。

采用物探手段对工程进行地质勘察，最主要的目标，是了解勘探所在地区的土层厚度及基岩埋深。勘察区域表层如果大量被土层覆盖，只有部分的基岩，这说明基岩存在部分的风化现象。从一个方面说明，上覆层波速小于下伏层波速。由于单一的物探技术受本身的特性局限，往往探勘的准确度不高。所以，在实际的工程勘测过程中，提出了采用综合物探技术，可以很大程度上提高物探勘测精确度[1]。

2信号数据采集

2.1测线布置

采用综合物探技术主要的目的，在于能够精确的勘探出地层表层的厚度。同时现场测线布置，确保面波测点以及折射波测点保持相对应，这样有利于信号数据的综合收集利用。从实际的经验上看，一般现场测点及激发点布置。

2.2参数设计

测试参数的设计，是为了确保现场采集到的信号数据，能够科学精确的地反映地层地质的物理力学特点。另外，现场数据收集时，应该最大程度的降低来自噪声信号的干扰。一般来说，现场测试参数的设计有几项原则：首先，激震方式的选择。也成为激发震源，在信号搜集工作中一般使用炸药的激发或者选择锤击的激发方式；其次，偏移距的选择。在勘探地层分界时，为了避免出现类似区域反应，所以，往往偏移距的为排列长度的1＼6-1＼2之间；再其次，就是道间距选择。从面波法的角度来看，道间距一般是小于最小的勘探深度。在现场信号收集过程中，如果之前无法准确了解土层的可能厚度，那可以将道间距设置距离较小，避免勘探不了较薄的土层，建议距离为选取1 m或1.5 m[2]。

2.3测试步骤

现场测试过程中，不管测点布置有多么紧凑，测点必须是对测试区域的部分抽样，需要清楚知道测试区域的全面的情况。所以必须在开始之前对现场进行排查，确定最终的测试位置，然后依照上文所说的原则，收集面波和折射波的现场测试参数。最后综合进行详细探测。

3信号研究和资料分析

信号的分析一般涵盖两个方面的内容：首先，是折射波信号的研究；其次，是面波信号的研究。

折射波信号研究大致囊括以下几个过程：首先是初至波的提取。使用自动追索，很容易会受到随机信号的干扰，通常可能会出现很大程度的跳跃。所以，一般采用的人工提取每道初至波的开始时间，对初至波的走时曲线进行反演，求出下覆基岩的波速及基岩面的埋深以及断裂构造带的形态等参数，确定波速与深度的相对应关系。

面波信号研究一般包涵盖以下几个过程：首先，面波有效信号的提取，设定科学的时间窗口，在时域信号窗口内，提取有效面波信号数据；其次就是，面波频散曲线的反演研究，可以相应的获取面波频散曲线的反演分层结果[3]。

4综合物探在工程的实际应用

4.1大桥桥基的综合物探

该大桥表层有耕地，有些部分甚至有基岩的，经过现场的初步勘测可以了解到所在地层的地质从上到下，下伏层的速度明显大于上覆层的速度，基本上符合综合物探的技术的应用条件。受到地质条件的束缚，在进行测线布置时，依据上文的数据收集和方法，总共设定了6个测点，综合比较与钻孔的结果表明，综合物探技术在实际生活中有很大的应用价值。

4.2隧道地质综合物探

隧道地质表层为旱地，而且部分有基岩，根据测区地层分布条件研究，耕植土、粘土以及基岩三者之间具有明显波速差异，从上到下，下伏层速度明显大于上覆层速度。在本测区域内设定15个测点，通过比对钻孔的资料，进行分析研究，得出结论，两者的结果相当吻合，表明综合物探在隧道地质的勘测中也具有显著的实用作用。

5结语

面波信号在地层介质传播会出现频散现象，而体波信号在波速较高的下覆层层面处往往会出现明显的折射现象。所以，在工程地质勘察中，可以有效的利用面波和折射波法各自的特性进行综合物探勘探。通过综合物探技术在实际工程中发挥的实用价值，借助测线布置以及参数设计，测试步骤等等方面提出了综合物探技术的现场信号收集方法，确保信号收集的质量。综合物探技术不仅可以很好的发挥面波技术和折射波技术各自的特性，用于工程地质勘察，不但具有高效经济的优点，而且具有良好的市场推广应用价值。

参考文献

[1]陈进超.煤层气富集区非地震综合物探技术及其试验研究[D].成都理工大学，2012，5（1）：13-20.

[2]韩松，刘世奇，苗庆库.工业干扰条件下构造勘察综合物探技术研究[J].2011，8（15）：65-66.

[3]胡承林.综合物探技术在煤矿采空区的应用研究[D].成都理工大学，2011，5（1）：15-20.