目前主要的物探方法有:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等等 。根据工作空间的不同,可分为:地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等等 。然而,当应用于不同的地方时,会有许多综合测方法 。随着物理探测人员的努力,物理探测的应用越来越广泛和重要 。
今日小编为大家列举了三种常见方向的物探方法应用 。
一
岩土工程物探
由于工程物理探测技术可以利用连续加密测点数据获得连续的地质界面,可以有效解决传统的地质界面方法,有效解决地下不明物体、洞穴、滑动表面、弱结构表面、断层、破碎带分布特征、形式、埋深、位置等传统勘探手段难以解决的岩土工程问题 。
与传统的钻探方法相比,工程物理勘探技术的使用受场地和地形条件的限制较少,具有节省时间、成本和高勘探精度的特点 。合理选择和使用工程物理勘探技术与传统勘探手段的结合,无疑是在激烈的勘察市场竞争中取胜的法宝之一 。
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在岩土工程勘察中应用最广泛、发展最快的是弹性波技术 。
因为它利用介质传递弹性波的特性来揭示地下物体的界面,当地下物体的界面物性差异较大时,弹性波会从运动学和动力学两个方面表现出异常;
其次是电磁波技术和电法技术,主要代表地质雷达勘探方法和高密度电法 。国家标准《岩土工程勘察规范》适用范围和条件(GB50021-2001)有关规定和规定的说明有明确规定,这里就不赘述了 。
采用弹性波速测井技术和现场定期微动测试,可获得建筑工程抗震设计、施工现场和基础地震效应评价所需的岩土动力参数和地震动力参数,如动剪模量、剪波速、动泊松比、动弹性模量、优良周期、结构自振周期等 。它们是建筑工地分类、地震效应和结构地震验算的主要依据 。
二
物质勘探
由于地质勘探工作的复杂性,不同的物质勘探技术往往用于不同的环境,因此进行地质勘探的综合物质勘探技术有很多方法 。
电磁法
电磁法主要是指根据岩层的导电特性进行探测,以达到地质勘探的目的 。根据不同的工作原理,电磁法可分为连续电磁法和瞬态电磁法 。它们主要用于地质结构的勘察和金属矿床的搜索 。其中,瞬态电磁法可以利用电磁场的脉冲特性,通过一定的电源装置发射地质结构,有效地调查和探测地质结构,特别是在水文地质结构的调查中 。
电流法
电流法是一种基于不同岩石之间的电阻率和含水量的物理探测技术方法 。通过电流法检测不同地质结构中的岩石电阻率,然后根据这些电阻率数据进行科学的判断和分析,确定地质结构中岩石的含水量和岩石的不同类型,从而实现地质结构的定性分析 。
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天然磁场法
由于岩石本身有一定的磁场,这种天然磁场可以用于地质勘探的有效检测 。天然磁场法是根据岩石本身的磁场进行的地质勘探方法 。该探测技术可以通过岩石磁场的频率进行数据测量,以详细了解不同层次的地质结构 。然而,在实际的地质勘探过程中,这种物勘探技术方法很容易受到外部因素的影响 。例如,地质勘探中使用的电子通信设备会对设备造成干扰,导致勘探数据变化过大,不利于有效分析数据 。
无线电波法
该方法主要是分析地下高频电磁波的发射,然后利用这些电磁波的衰减,促进地质勘探的有效发展 。当电磁波通过岩石时,它会被磁场吸收,导致衰减,特别是在断层 。因此,在地质勘探中,可以根据这一现象准确判断断层的位置 。
总之,地质勘探的物质勘探技术很多,比较常用地震波CT成像技术、声波测并技术、高密度电法勘探技术、钻孔彩色电视全孔壁成像技术等等,这些技术对地质勘查的有效性起着至关重要的作用 。
随着社会经济的快速发展,地质勘探对物质勘探技术的要求越来越高,单一的物质勘探技术方法难以解决实际工作中遇到的各种复杂的地质问题 。因此,我们必须深入研究物质勘探技术在地质勘探中的应用和问题,通过各种物质勘探技术方法的优化组合,提高地质勘探工作的有效性,提高地质勘探工作者判断的准确性和效率 。
三
水文地质物探
水文地质调查中使用的物质探测方法有两种:
1.地面物探 。
2.地球物理测井 。
(一)
地下水采用地面物探法寻找地下水
地面物理探测方法已被证明是探测地下岩性、划分地层和确定结构的有效方法之一 。几乎所有的地面物理探测方法都可以用来寻找地下水,并指定一些水文和地质特征 。然而,绝大多数物理探测方法并不是直接测量地下水,而是通过测量岩石或裂缝和空洞的物理信息来判断是否存在含水层或富水带 。当然,岩石本身的物理性质在正常情况下比水强得多 。因此,确切地说,大多数物理探测方法都是间接的水搜索方法 。
地面物理探测方法有很多种 。在水文地质调查中,测量的物理特征在各种岩石(包括有水和贫水的地区)中存在显著差异,并且受自然环境和人为因素的干扰较小 。这种方法首先推广了各种电阻率法、电磁法、放射性探测法等 。
在水文地质调查中主要使用的物探方法(传统方法)有:
(1)电法勘探;
(2)电法测井等 。
在工程地质调查中主要用的物探方法有:
(1)地震勘探;
(2)电法勘探;
(3)地球物理测井等 。
地震勘探
地震勘探是一种基于地壳中岩(矿)弹性差异的地球物理方法,根据地震勘探过程,利用人工地震源激发弹性波,通过高精度地震勘探设备间接发现地层和地质结构的存储形式特征,以及主要目的层的埋深 。包括二维和三维地震勘探 。
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电法勘探
电法勘探是一组地球物理勘探方法,以地壳中岩(矿)石的电(磁)性质差异为主要物理基础,利用电(磁)场(自然和人工)的空间和时间分布规律,研究地质结构,寻找有用矿物 。
(1)自然电场法
该方法是以地下自然电场为场源,因为自然电场主要与地下水通过岩石裂缝和裂缝的渗透以及地下水中离子的扩散和吸附有关 。因此,地下水的埋藏、分布和运动可以根据地面测量的电场变化来确定 。该方法可用于寻找古河流、岩石中的含水破碎带,并确定水库、河床和大坝的泄漏通道 。
(2)激发激化法
该方法是根据供电电极断电后由电化学作用引起的岩石和地下水放电场(二次场)的衰减特性来寻找地下水 。二次场的衰减特性可用于衰减程度(D即反映极化电场衰减速度的参数)(τ表示二次场电位差衰减到规定值(50%)所需的时间)等参数,也是判断地下水存在效果较好的测量参数 。
由于岩石中的含水或富水地段水分子激化能力极强,又因二次场衰减慢,故衰减度和衰减时值相对较大 。
(3)交变电磁场法(电磁法)
该方法基于岩石和矿石(包括水)的导电性、导磁性和介电性的差异,通过研究上述物理场的空间和时间分布特性,找出隐伏地质体和地下水 。
电磁法是近几十年推出的一种新型物理探测方法 。目前,低频电磁法(以超长波通信电台发射的电磁波为场源)、频率深度测量法(以改变电磁场频率测量不同深度的岩性)、地质雷达法(地下电气界面上高频电磁波束的发射达到探测地质对象的目的)等 。非常低频的电磁法更有效地确定低阻体(如断裂带、岩溶发育带和含水裂纹带);地质雷达法具有较高的分辨率(可达数厘米),可以测量地下目的物的形状、大小和空间位置 。
(4)放射性探测(自然放射性水法)
自然界有三个放射性元素系(铀)-镭岩石分布广泛,主要有铀(U)、镭(Ra)、氡(Rn)、钍(Th)和钾(40k) 。
释放自然放射性元素的衰变α、β、γ辐射,这些辐射的强度可以通过核辐射探测器来确定 。需要指出的是,放射性方法测量的辐射主要是由氡及其子体产生的,而铀、镭等元素释放的辐射是次要的,因此氡及其子体是放射性探测方法的主要对象 。
由于以下原因,放射性探测法主要适用于寻找基岩地下水:
- 由于放射性含量不同,不同类型岩石的放射性强度往往不同;
- 岩石断裂带和裂缝发育带通常是放射性气体运输和聚集的地方;
- 在地下水流球化学条件的突然变化,区),由于水文地球化学条件的突然变化,可导致水中某些放射性元素的沉淀或丰富,从而形成放射性异常带 。
利用地球物理测井法确定含水层和水文地质参数
许多地球物理测井方法可以与钻孔芯和水文地质数据相结合,用于钻孔剖面的岩性分层、含水层(带)的判断、岩溶发育带和咸淡水界面的位置(深度)以及水文地质参数的确定 。当无芯钻孔或钻孔芯不足时,物理探测井是不可或缺的探测手段 。物理探测井的地质-水文地质解释的精度远高于上述地面物理探测方法 。确定钻孔岩层界面和出口裂缝位置的可靠性和精度有时甚至高于钻孔芯 。目前,水文地质钻探中常用的测井方法有五种:
(1)电测井法
包括:
- 普通电阻测井分为普通电阻率测井,主要用于确定含水层的位置和深度,确定岩石电阻率和岩石孔隙度 。
- 井液电阻率测量井的扩散方法可以可靠地确定钻孔中含水层(出水段)的位置和厚度,比较含水层的富水性,并间接计算地下渗透速度和渗透系数 。
- 地下水的矿化程度和咸淡水界面可通过自然电位测井来确定,估计地层的含泥量 。
包括:
- 伽马-伽马测井可根据密度区分岩性,分段确定含水层和孔隙度 。
- 用于划分岩性划分岩性,找出含水层,确定孔隙度,测量含水量 。
- 目前,地下水流、流速、渗透系数和水动力测量采用放射性同位素测井 。
(3)声波测井
主要用于测定岩石的孔隙度,也用于划分岩性、地层比较、含水破裂带等 。
(4)热测井
测量地温梯度,测量井内进(漏)水位置 。
(5)流量测井
这种方法本质上于水文测井,而不是地球物理方法 。该方法可直接测量钻孔中含水层(含水段)的厚度、流量和出水量,并可直接计算含水层(段)的渗透系数 。
资料来源: 《岩土工程物探分析技术》
物探技术在地质勘探中的应用分析
【物探有多少牛 物探有什么用?】百度文库
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