综合物探方法在工程基础勘探中的应用
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第３ ５ 卷 第２ 期
物探 化探 计 算 技 术
２ ０ １ ３ 年３ 月
文章编 号 ：１ Ｏ ０ １ —１ ７ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ —０ ２ １ ５ —０ ６
综 合 物 探 方 法 在 工 程 基 础 勘 探 中 的 应 用
王 俊，雷 宛， 李 星， 赵倩倩 ， 龚 梅，陈思宇
ＷＯ ｒ ｋ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｍｅ ｄ ｉ ａ
（ １ ） 高密度 电 阻率 法 仍 属 于 电 阻率 法 的范 畴 ，
但其具有观测精度高、 数据采集量大 、 地质信息丰 富、 生产效率高等特点。其广泛应用于地层划分、 探测 隐伏 断层 构造 ， 岩溶 空 洞 、 采空区、 地质 滑坡 体
面、 基 岩起伏 变化 的形 态和 地层 的弹性 波速度 。它
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ 一Ｏ ６ 一Ｏ １
改 回 日期 ：２ Ｏ １ ２ —１ １ －２ ３
２ 期 １ ． ４ 物 探方 法的选 取
王 俊等 ：综合 物探 方 法在 工程 基础 勘探 中的应 用
２ １ ７
（ 成 都理 工 大学 地 球 物理 学院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘
要 ：工程物探作为工程勘察的重要手段 ， 凭借着高效 、 无损、 高密度 、 低成本的特点 ， 在场地
基础 勘察 中发 挥 着重要 的作 用 。但 单 一的 物探 方法 会 受到 地 质及 地球 物理 条件 的 限制 ， 从 而使 物探 精度 受到 影 响 。采 用综 合物探 方 法可 以提 高物探 成果 的 分析 质 量 和地 质 解释 精 度 ， 满足 工 程勘 察 的要 求 。这里 结合 工程 实例 ， 使 用 高 密度 电法 、 浅层 地震反 射 法和地 质 雷达等 三 类不 同的
（ １ ） 温纳 对称 四极装 置 （ 见下 页 图 １ （ ａ ） ） 。
行评 价 和判 断 。虽然某 一种 物探 方法 的选 用 ， 避 免
了传统勘察方法（ 如地质钻探工作量大、 投资多 、 周 期长） 只能对 单点 进 行 勘 察 ， 孔 孔 之 间地 层 不 能 做
到“ 无缝 ” 连接， 以及 钻 探 结 果 以 点带 面 的缺 点 ， 但 是， 物探 存 在多解 性 ， 就单一 一种 物探 方法 而言 ， 有 其 适应 性 和局 限性 。例如 ， 潮湿 的地 面对 于地 质雷 达勘 测会 产 生 明显 的干扰 ， 应采取 适 当措施 降低 干
础 勘察 的需要 。作 者在 本文 中以高密度 电法 、 浅层
０ 前 言
在 实 际工程基 础勘 探 中 ， 往往 需 要选用 某 一种 或 多种 物探 方法来 对 场地地 基 土 ， 工 程地 质情 况进
地 震反 射波 法和地 质 雷达这 三种 方法 为组合 ， 来讨 论 综合 物探方 法在Baidu Nhomakorabea工程 基础 勘探 中的应 用 。
性质 ， 有针对性地选取几种物探方法技术组 合 ， 互
相 映证 、 互相 补充 ， 这样 既能 够 有 效地 提高 物 探 成 果 的地 质解 释精度 和成 果分 析质 量 ， 又满足 工 程基
浅 层地震勘探是 工程地质勘查 中的一种重要 手段 ， 其 特 有 的高 分 辨 率 特 性 有 利 于 确 定 地 层 界
物探 方 法技 术 ， 进 行 工程基 础勘探 。 由于这三 类不 同的物探 方 法体现 了工 程基 础 的 不 同物 理特
性， 通过 对这 三类 物探 方 法取 得 的成 果相 互 比较 和 综合分析 ， 并结合 地质 资料得 到 的综合物探 成 果， 经钻 孔验 证 ， 其准确 性得 到 了大大提 高 ， 取得 了很 好 的勘 探 效果 。 同时 ， 还 对使 用的物探 方 法 的原理 、 技 术、 资料 的 解释 等应 当注意的 问题进行 了说 明。 关键 词 ：工程 基础 勘探 ；综合 物探 ；高 密度 电法 ；浅层地震 反 射 法 ； 地质 雷达 中图分 类号 ：Ｐ ６ ３ １ 文献 标识码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ， ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ －１ ７ ４ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ６
结果（ 上： ａ排列 ； 下 Ｂ排列 ） 。图 ５ （ 见下页） 为１ — ２ 号 测线浅 层 地震反 射波 法水 平 叠加 时 间剖 面 图 。 图６ （ 见后 面 ） 为２ —１ —２号测 线探 地雷 达剖 面 。
表 １ 工区各介质物性参数表
Ｔａ ｂ ． １ Ｔｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
（ ４ ） 温 纳三极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｄ ） ） 。 （ ５ ） 温纳 三极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｅ ） ） 。
１ ． ２ 浅 层 地震勘 探原 理
单一 的物探 方法存 在着 不足 ， 此 时就应 该考 虑 综合 物探 的方 法 。根据 不 同物 探 方 法对 应 的物 理
１ 综合物探方法
１ ． １ 高密 度 电法勘探 原理 高密度 电阻率法 的物 理前提是 地下介 质 间的导 电性差异 ， 和常规 电阻率 法一样 ， 它通 过 Ａ、 Ｂ电极 向 地下供 电， 电流 为 Ｊ ， 然 后在 Ｍ 、 Ｎ极 间测 量 电位差 △ 【 ， ， 从而求得该记录点 的视 电阻率 ＝ Ｋ ， ／ Ｊ。 高密度 电阻率 法 可采用 的五种装 置有 ：
扰或采用其它的物探方法 ； 而在煤矿采空区进行勘
探 发现低 阻异常 既要 考虑 到可 能是采 空 区反应 ， 也
要 考虑 到是 否为煤 层 的影 响 。
（ ２ ） 温 纳偶极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｂ ） ） 。 （ ３ ） 温 纳微分 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｃ ） ） 。
物探 化探 计 算 技 术
２ ０ １ ３ 年３ 月
文章编 号 ：１ Ｏ ０ １ —１ ７ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ —０ ２ １ ５ —０ ６
综 合 物 探 方 法 在 工 程 基 础 勘 探 中 的 应 用
王 俊，雷 宛， 李 星， 赵倩倩 ， 龚 梅，陈思宇
ＷＯ ｒ ｋ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｍｅ ｄ ｉ ａ
（ １ ） 高密度 电 阻率 法 仍 属 于 电 阻率 法 的范 畴 ，
但其具有观测精度高、 数据采集量大 、 地质信息丰 富、 生产效率高等特点。其广泛应用于地层划分、 探测 隐伏 断层 构造 ， 岩溶 空 洞 、 采空区、 地质 滑坡 体
面、 基 岩起伏 变化 的形 态和 地层 的弹性 波速度 。它
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ 一Ｏ ６ 一Ｏ １
改 回 日期 ：２ Ｏ １ ２ —１ １ －２ ３
２ 期 １ ． ４ 物 探方 法的选 取
王 俊等 ：综合 物探 方 法在 工程 基础 勘探 中的应 用
２ １ ７
（ 成 都理 工 大学 地 球 物理 学院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘
要 ：工程物探作为工程勘察的重要手段 ， 凭借着高效 、 无损、 高密度 、 低成本的特点 ， 在场地
基础 勘察 中发 挥 着重要 的作 用 。但 单 一的 物探 方法 会 受到 地 质及 地球 物理 条件 的 限制 ， 从 而使 物探 精度 受到 影 响 。采 用综 合物探 方 法可 以提 高物探 成果 的 分析 质 量 和地 质 解释 精 度 ， 满足 工 程勘 察 的要 求 。这里 结合 工程 实例 ， 使 用 高 密度 电法 、 浅层 地震反 射 法和地 质 雷达等 三 类不 同的
（ １ ） 温纳 对称 四极装 置 （ 见下 页 图 １ （ ａ ） ） 。
行评 价 和判 断 。虽然某 一种 物探 方法 的选 用 ， 避 免
了传统勘察方法（ 如地质钻探工作量大、 投资多 、 周 期长） 只能对 单点 进 行 勘 察 ， 孔 孔 之 间地 层 不 能 做
到“ 无缝 ” 连接， 以及 钻 探 结 果 以 点带 面 的缺 点 ， 但 是， 物探 存 在多解 性 ， 就单一 一种 物探 方法 而言 ， 有 其 适应 性 和局 限性 。例如 ， 潮湿 的地 面对 于地 质雷 达勘 测会 产 生 明显 的干扰 ， 应采取 适 当措施 降低 干
础 勘察 的需要 。作 者在 本文 中以高密度 电法 、 浅层
０ 前 言
在 实 际工程基 础勘 探 中 ， 往往 需 要选用 某 一种 或 多种 物探 方法来 对 场地地 基 土 ， 工 程地 质情 况进
地 震反 射波 法和地 质 雷达这 三种 方法 为组合 ， 来讨 论 综合 物探方 法在Baidu Nhomakorabea工程 基础 勘探 中的应 用 。
性质 ， 有针对性地选取几种物探方法技术组 合 ， 互
相 映证 、 互相 补充 ， 这样 既能 够 有 效地 提高 物 探 成 果 的地 质解 释精度 和成 果分 析质 量 ， 又满足 工 程基
浅 层地震勘探是 工程地质勘查 中的一种重要 手段 ， 其 特 有 的高 分 辨 率 特 性 有 利 于 确 定 地 层 界
物探 方 法技 术 ， 进 行 工程基 础勘探 。 由于这三 类不 同的物探 方 法体现 了工 程基 础 的 不 同物 理特
性， 通过 对这 三类 物探 方 法取 得 的成 果相 互 比较 和 综合分析 ， 并结合 地质 资料得 到 的综合物探 成 果， 经钻 孔验 证 ， 其准确 性得 到 了大大提 高 ， 取得 了很 好 的勘 探 效果 。 同时 ， 还 对使 用的物探 方 法 的原理 、 技 术、 资料 的 解释 等应 当注意的 问题进行 了说 明。 关键 词 ：工程 基础 勘探 ；综合 物探 ；高 密度 电法 ；浅层地震 反 射 法 ； 地质 雷达 中图分 类号 ：Ｐ ６ ３ １ 文献 标识码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ， ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ －１ ７ ４ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ６
结果（ 上： ａ排列 ； 下 Ｂ排列 ） 。图 ５ （ 见下页） 为１ — ２ 号 测线浅 层 地震反 射波 法水 平 叠加 时 间剖 面 图 。 图６ （ 见后 面 ） 为２ —１ —２号测 线探 地雷 达剖 面 。
表 １ 工区各介质物性参数表
Ｔａ ｂ ． １ Ｔｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
（ ４ ） 温 纳三极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｄ ） ） 。 （ ５ ） 温纳 三极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｅ ） ） 。
１ ． ２ 浅 层 地震勘 探原 理
单一 的物探 方法存 在着 不足 ， 此 时就应 该考 虑 综合 物探 的方 法 。根据 不 同物 探 方 法对 应 的物 理
１ 综合物探方法
１ ． １ 高密 度 电法勘探 原理 高密度 电阻率法 的物 理前提是 地下介 质 间的导 电性差异 ， 和常规 电阻率 法一样 ， 它通 过 Ａ、 Ｂ电极 向 地下供 电， 电流 为 Ｊ ， 然 后在 Ｍ 、 Ｎ极 间测 量 电位差 △ 【 ， ， 从而求得该记录点 的视 电阻率 ＝ Ｋ ， ／ Ｊ。 高密度 电阻率 法 可采用 的五种装 置有 ：
扰或采用其它的物探方法 ； 而在煤矿采空区进行勘
探 发现低 阻异常 既要 考虑 到可 能是采 空 区反应 ， 也
要 考虑 到是 否为煤 层 的影 响 。
（ ２ ） 温 纳偶极 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｂ ） ） 。 （ ３ ） 温 纳微分 装置 （ 见下 页 图 １ （ ｃ ） ） 。