分析综合地球物理方法在岩土工程勘察中的应用邝善贺

分析综合地球物理方法在岩土工程勘察中的应用邝善贺

邝善贺

广西壮族自治区建筑工程质量检测中心

摘要：岩土工程勘查中通常采用地球物理方法，该方法以其较低的成本和较高的效率而被广泛应用，但是由于其具有一定的局限性，导致勘查结果出现误差，影响了勘查工作的精准度。因此，为了降低多解性问题的影响，需要采用不同的方法，进行综合地球物理方法研究，从而使岩土工程勘察的结果更加准确。本文主要分析了高密度电阻率法和瑞雷波法的综合地球物理方法，并通过工程应用实例验证了勘查结果的准确性。

关键词：综合地球物理；岩土工程勘察；高密度电阻率法；瑞雷波法

引言

在岩土工程中，做好勘查工作是其他工作的前提，能够有效减少工程中出现误差的几率，为后续的铁路和公路等建设施工打下坚实的基础。而单一的地球物理方法只能控制一种物理属性，导致出现多解性问题。所以需要利用不同方法，进行综合地球物理方法探究，进而确保勘查结果的准确性，因此本文的研究具有一定的现实意义。

1高密度电阻率法

1.1高密度电阻率方法的原理

高密度电阻率法实际上指的是一种利用直流电阻率原理、通过微机控制手段，结合剖面法和电测法二者的共同特征，借助多路转换器的控制而进行的一种布设电力同时获取多个装置信息的测量技术，从现阶段来看高密度电阻率法是地球物理探测技术中最具有先进性的方法。一般情况下，高密度电阻率法都是在露天环境中进行运作，具体布设多少电极、两个电极之间相距多远，需要根据实际的探测需求以及当地的实际地形进行确定，在测量一个断面的时候可以进行两次以上的重复测量，从而保证数据的准确性，有效避免数据单一化导致的数据误差。两个电极之间的距离可以影响到高密度电阻率法的精确程度，二者之间成反比，距离越短精确度越高，但是同时检测的垂直深度将会缩小。同时，隔离系数和检测深度与覆盖次数也有一定的关系，隔离系数越小，其能采集到的数据量就越小，获取到的信息也就比较少，但是其优势在于短时间内即可完成检测，整体效率比较高。

1.2数据预处理

数据预处理是高密度电阻率法中最重要的步骤之一，其主要可以分成数据拼接、突变点剔除、曲线圆滑等多个内容，采集仪器的采集段数不同，数据拼接的次数也就不同，同一条剖面经过测量后会得到几段数据，对这些数据进行合理拼接才能得出最终数据。在整个采集工作中，电极的采集准确度会受到接地情况、人工脉冲、操作误差等因素的影响，发生某个数据的异常波动，在数据采集结束以后能够发现一些数据明显存在问题，与实际情况有所不同并且明显过大或过小，且和前后数据没有合理连接发生突然跳跃的数据即可认定为突变点，这些数据需要进行剔除。在某些特殊情况下，还需要进行插值补点。除此之外，为了排除高频干扰带来的数据误差，还需要对实际测量出来的数据曲线进行处理，使曲线流畅才能更好的反应数据的走向。

2瑞雷波法

2.1方法原理

所谓的瑞雷波指的是地震面波的一种类型，其主要是在致密度比较高且具有弹性的物体中存在，通过人工激发后能够以柱面波的形式向前传播，在这个过程中一旦遇到的岩石物理性质发生变化，那么其波动的频散曲线将会出现明显的变化，利用瑞雷波曲线的明显变化我们即可辨别地质情况是否有变动。瑞雷波法实际上就是借助这种面波的独特性质进行勘探的地球物理方法。具体来说，瑞雷波法可以分成稳态和瞬态这两种，在实际的检验勘探工作中利用比较多的事瞬态瑞雷波法。其主要就是利用瞬态冲击震源，在短时间内完成瑞雷波激发和接收，同时得到振动信号最终得到曲线。

2.2数据预处理

和高密度电阻率法相同的是瑞雷波法也需要对数据进行预处理后才能进行数据分析，其预处理主要可以分成以下步骤：首先对检验中获取到的初级信息进行整理与编辑，而后对纵波以及面波在不同阶段的特征进行分析，确定面波在时间及空间域中分布的特征从而得出面波窗口，在此基础上在某个特定的时间及空间域内提取需要的面波信息，最后对其进行频散分析最终得到数据。

瑞雷波法勘探原理示意图

3某工程应用实例

上文中主要阐述综合地球物理方法中最常见的两种，下面以某工程进行地球物理勘测的实际情况为例，详细分析综合地球物理方法在岩土工程勘察中的应用。该工程之所以进行地球物理勘测，主要是为了给钻探工作提供数据支持，对该地区的覆盖层以及风化带的厚度进行分析。经过实地的检验检测可以发现，该地区的岩石类型主要是坚硬块状、中厚层状碳酸盐岩建造；坚硬中厚层状碎屑岩建造等。该地区的地球物理特征明显，在对现有资料进行分析的基础上得出结论，不同种类岩石的电阻率参数和剪切波速度已知、风化带呈中速特性，基层岩石存在高速性特征。总体来说，该地区不同岩石的导电性存在巨大的不同，利用直流电阻率法以及瑞雷波法进行地球物理勘测是完全可行的。经过一系列的研究以及实际检验检测，最终发现在本工程中利用高密度电阻率法显然具有更加突出的优势，但在纵向检验结果方面来看瑞雷波法具有不可比拟的精确度，在某些特殊情况下高密度电阻率法的横向精确度略有逊色，经分析发现主要是因为边缘位置电极分布较少因而误差率比较大，不能计入总体准确率对比。经过实际应用测试我们可以发现，这两种技术在应用中的准确率都十分可观，只是在应用的适用方向上有所不同，在实际勘测的过程中应该有意识的利用两种方法进行综合性检验，从而提升最终结论的准确程度。

结语

综上所述，随着高新科技的发展与进步，各行各业都迎来了发展的新契机，岩土工程勘察也借此机遇迈进了新阶段。在岩土工程勘察工作中，地球物理方法的优势十分明显，能够高效准确的获取不同地区的地质情况。但与此同时我们也需要认识到，地球物理方法数据采集容易受到外来因素的影响，所以说在实际应用中我们应该利用多种方法进行综合性检验，而后利用数据进行反向推演，从根本上保障岩土工程勘察的准确度。

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