微动勘探技术在工程勘察中的应用

微动勘探技术在工程勘察中的应用

摘要：随着我国建设事业的发展，城市的建设需要详细地了解地下的地质结构，常用的物探方法存在不少的弊端。微动勘探技术采用的是天然信号震源，抗干扰

能力强、勘探深度大，越来越得到人们的认可。

关键词：微动勘探；岩溶勘察；地质结构；工程物探

1 前言

工程勘察中，常规勘探方法有钻探、电法勘探、地震波勘探等。由于城市施工受到场地

和环境因素的制约，上述方法受诸多不利条件限制，时常难以发挥其本身的优势。基于此，

微动勘探技术应运而生，此种方法不仅便捷、经济，而且还不会受到场地的制约。近几年内，微动勘探在多个工程物探领域中得到了广泛应用，例如岩土工程勘察、公路软基勘察、工程

边坡勘察、地热勘察等。为此，文中针对微动勘探技术在工程勘察中的应用展开了分析。

2.微动勘探方法原理

地球表面时刻都处在一种微弱的震动状态下，地球表面的这种连续的微弱振动称为微动。微动的形变位移一般在在10-4~10-3cm左右，因此人感觉不到。微动信号主要源自于两方面：一是人类的日常活动，包括各种机械振动、道路交通等。这些活动产生的信号频率一般大于

1Hz，属于高频信号源，通常，这类微动信号也被称作常时微动。二是各种自然现象，包括

海浪对海岸的撞击、河水的流动、风、雨、气压的变化等。这些现象产生的信号频率一般小

于1Hz，属于低频信号源，通常，这类微动被称作长波微动。微动没有特定的震源，振动来

自观测点的四面八方，携带有丰富的地球内部信息。研究表明世界各地的微动频谱形态大体

相近。但微动在时间和空间上存在高度变化、无规律性、无重复性的特点。所以，微动的频

谱特性反映了微动在时间和空间上的变化，而这点正是利用微动信号来研究地下横波速度结

构的重要参数。微动是由体波（P波和S波）和面波（瑞雷波和勒夫波）组成的复杂振动，

其中面波的能量占信号总能量的70 % 以上。所以，常常利用微动中的面波信息研究地下横波

速度结构。

微动勘探无需任何人工震源，具有经济环保的优点；另外微动信号频率低、波长大，勘

探深度大，已有的研究表明SPAC 法的有效波长范围为台站半径的3.2—17.2倍；台阵式的观

测系统具有较强的抗干扰能力，所以微动勘探具有越来越广泛的应用前景。微动勘探主要采

用台阵方法（SPAC法）来接收微动信息，台阵主要选用多重圆型、直线型或“L” 型等（见图1）。

图1 直线型台阵多重圆台阵

3.微动勘探工程实例

3.1 勘察目的

按照《融水县民族商业广场1#楼基础物探勘察方案》要求，本次拟采用微动探测法在委托方指定的地基基础范围内开展物探工作，目的是查明基础范围内地表下40米深度范围内岩溶分布、裂隙等发育情况，及查明岩溶的赋存空间位置情况。

3.2物探施工

根据场地实际情况，本次物探共设计了北西向工作剖面3条，线距为12.25m，点距为9.30m，共33个测点。视勘探成果情况，异常部位局部加密。本次工作参数为：微动勘探法单次记录不少于15分钟，接收道数为10道，采样间隔为5ms；工作检波器布置采用多重圆型台阵。

3.3成果分析

以下为物探异常特征勘察1～3线微动探测综合剖面图。

1号线微动探测综合剖面图

3号线微动探测综合剖面图

测区上覆土层厚度变化较大，从10～22m不等，土层较为密实；下伏基岩岩溶发育，多为一些溶蚀破碎带，夹有部分溶洞。综合区域地质资料，测区钻孔资料及物探成果推测，本次物探工作共推断了39个岩溶异常，其中：1号线异常13个，9个溶洞异常，3个裂隙破碎异常；2号线异常12个，7个溶洞异常，5个裂隙破碎异常；3号线异常14个，10个溶洞异常，4个裂隙破碎异常。从微动探测成果资料来看，三条线上的异常结果在空间位置上具有相似性、关联性，异常较为集中，异常高程约为74-107m，是一个较为明显的异常段。通过本次微动勘探，基本查明了测线布置范围内岩溶分布、裂隙等发育情况。

结束语

综上所述，微动勘探在发现岩溶发育以及地层分层方面发挥着有效的作用，并且它还能够处理普通地震方法难以处理的问题；另外，微动勘探具有简便、经济、适用性强、分辨率高等特点，在工程物探中有着其不可取代的优越性。因此，微动勘探技术在工程勘察中的应用前景十分广阔。

参考文献

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