黑龙江省地质矿产实验测试研究中心黑龙江省哈尔滨市150036
摘要:地质勘探是预防和治理灾害的重要手段,通过调查灾害多发区的地形特点、分析地质结构、预测灾害发生时间和灾情严重程度,为开展防灾减灾做好准备工作。进行地质勘查常会用到计算机技术、遥感技术、钻探和物探技术等先进的科学方法。本文就工程物探在地质灾害勘查中的应用进行了论述。
关键词:工程物探地质灾害勘查
一、物探技术和地质勘探
工程物探技术以其准确、全面、快速、实用等特点,在地质勘查过程中得到了广泛应用。这种新兴的勘探技术能够进行严密的地质调查,经过科学评估,为地质部门提供可靠的数据,特别在对山体滑坡、岩溶山洞、地面塌陷等地质灾害的勘测方面应用特别广泛。
在地质勘查工作中,主要是利用工程物探技术对灾害多发区进行预测和监测。初步分析该地区的地形地貌,考察其地质结构,锁定可能发生地质灾害的目标区域,然后对目标地区进行详细勘测。运用先进技术进行地质扫描工作,分析地质变化规律,明确勘探地质的化学状态,统计数据资料做进一步分析。根据掌握的数据资料评估灾害发生概率、灾害程度,探讨防止措施。运用计算机技术将统计数据进行处理之后,制作形象直观的地质图,综合前期的判断结果,做好有效的防控措施应对潜在的地质灾害。
二、物探技术的主要类型
2.1地热勘探
这是以土、岩石以及矿石等介质之间不同的热物理性质来研究地热场的变化规律解决地质问题。不同介质由于种类的不同会导致地热性质有所不同,运用地热勘探仪可明确地探明地质的地热性,通过地热勘探能够对地质结构进行描绘,查明热储层的岩性、空间的分布以及常温岩层含水量,通过地热性质来对地质的种类进行分辨,对地质中的物质组成进行分析,判断地质中各介质的稳定性,进而依据地质结构来对可能发生的地质灾害进行分析,提早采取防治的措施,减小给人们带来的损失。
2.2重力勘探
它通过地质中岩石、土、矿石等各种介质的密度差异来观察重力场的变化规律来解决地质问题。这种技术主要是运用物质的重力物理性质进行勘探,和其它勘探相比,更加快捷,重力勘探能够探明物质的重力,测量出介质的体积,对物质组成进行分析,进而查明物质种类,构造出地质图层,能够直观地对各种地质灾害发作的几率进行分析,进而找到应对的办法。
三、目前地质灾害调查中常用的物探方法
3.1地质雷达探测。就是运用脉冲电磁波来进行对隐蔽介质分布和目标物探测。由仪器进行探测时,根据不同的波形,从而判断不同的地质形态,以及这些地质形态变化形式的不同了解其特征。同时还可以根据接收到反射波的时间、频率和振幅等参数,可以推断介质内部的结构和目标物的埋藏深度及形态。由于雷达探测的速度快而且精度高,从而受到广泛的应用,尤其是在对地下熔岩、地面坍塌等地质灾害的探测,对软路基等不良地质现象勘查,地下水及污染区环境的地质勘察,以及对灾害治理工程的质量监测。
3.2瞬变电磁法。就是根据不同地方的各种组成成分的不同,表现出不同的电性,通过勘测获得所需要的电参数,从而解决相关的地质问题。瞬变电磁法主要是以勘查低阻良导体为主,用来勘察地表隐藏物观或者测目标地质体所产生的二次电信号。瞬变电磁法主要适用于对充水断裂破碎带、滑脱面以及水源的勘察等,只要勘察目标与周边环境的电性存在差异就可以了解到目标的电性分布,进而目标地质体的空间位置及几何形态。
3.3地震CT图像:这种技术在地震探测工作中应用较广,通过对复杂地形进行数据分析,呈现出探测区域地形、地貌的高分辨率图像,具有较高的探测精度。
3.4管波:这是一种全新的物探技术手段,其基本原理是按照管波振幅变化情况和界面显示的波阻抗信息推测软弱夹层的扩展情况。若探测结果显示无任何振幅变化的反射波,探测区域为完整基岩段;振幅变化明显,倾斜度比较大的反射波反映的是波阻抗较大的软弱夹层或者溶洞地形,振幅较小的倾斜反射波反映的是波阻抗较小的软弱夹层。
3.5面波:这是一种新兴的用于岩土工程测量的技术手段,可在非均匀介质中开展探测工作。该技术在道路施工过程中应用广泛,能够对复杂地域的山体滑坡情况进行勘测,特别适用于遵义地区某些公路沿线附近的地形勘测,解决公路建设中的技术难题。
工程物探技术在勘探地质灾害方面表现出了显著的优势,帮助人们解决了许多技术上的难题,降低了地质灾害带来的损失。但是,科学技术是不断前进发展的,我们要继续进行技术创新,拓宽发展思路,综合其他先进的探测技术,根据实际现状改进工程物探技术,将其更好的应用到地质勘探工作中。
四、物探技术在地质勘查过程中的有效应用
4.1工程物探技术的基本原则
信息汇总:灾害区地质与周围地质的地形特点不同,进行工程物探时需要利用多种物探技术进行参数比较,将测量数据进行汇总,综合分析灾害区的地质特点,保证物探结果的准确性。最佳优化方案:根据地质特性的不同,选择适宜的物探方案,提高工程物探的有效性,节约勘探成本。由简单到复杂的勘探顺序:开展勘探工作,都是根据现有的已知信息,按照由简入繁的勘测顺序进行的。在进行勘探工作之前,需要搜集勘测区域的相关地质资料,对所有资料进行综合分析后确定勘探方案。
4.2物探技术中常用的勘探方法
所有的地质灾害发生时都存在一个显著的共性,即地球物理场发生变化。许多物探技术就是通过分析物理场的变化情况进而预测地质灾害的。常用的物探方法有以下几种:
4.2.1电法:这种技术是利用电极装置表现出的电性差异,分析勘测区域的水平方向和垂直方向的地质差别。有关调查显示,利用高密度测量和深度测量系统能够有效地预测山体滑坡、地面塌陷等地质灾害。某些岩溶地带发生地质作用时,深度测量系统会检测到地质电性的变化,通过电测曲线的扭曲程度以及横断面的梯度变化推测灾害程度。高密度测量系统分辨率高,分层能力强,测量准确,特别适用于山体滑坡、堤坝隐患、地面塌陷等地质灾害的探测和防控。
4.2.2面波:这是一种新兴的用于岩土工程测量的技术手段,可在非均匀介质中开展探测工作。该技术在道路施工过程中应用广泛,能够对复杂地域的山体滑坡情况进行勘测,特别适用于遵义地区某些公路沿线附近的地形勘测,解决公路建设中的技术难题。
4.2.3地震CT图像:这种技术在地震探测工作中应用较广,通过对复杂地形进行数据分析,呈现出探测区域地形、地貌的高分辨率图像,具有较高的探测精度。
4.2.4管波:这是一种全新的物探技术手段,其基本原理是按照管波振幅变化情况和界面显示的波阻抗信息推测软弱夹层的扩展情况。若探测结果显示无任何振幅变化的反射波,探测区域为完整基岩段;振幅变化明显,倾斜度比较大的反射波反映的是波阻抗较大的软弱夹层或者溶洞地形,振幅较小的倾斜反射波反映的是波阻抗较小的软弱夹层。
工程物探技术在勘探地质灾害方面表现出了显著的优势,帮助人们解决了许多技术上的难题,降低了地质灾害带来的损失。但是,科学技术是不断前进发展的,我们要继续进行技术创新,拓宽发展思路,综合其他先进的探测技术,根据实际现状改进工程物探技术,将其更好的应用到地质勘探工作中。
结束语:
物探技术作为一种新型的技术方法,对地质灾害的监控和预防起到了重要的作用,逐步得到政府部门的高度重视,将其与计算机技术有用结合,必定可以进步猜测精度,减轻地质灾害对人民生命财产和安全造成的危害。
参考文献:
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