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工程地質地球物理勘探

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工程地質地球物理勘探(geophysics in engineering geology)是用綜合物探方法進行區域工程地質評價、區域地質構造穩定性評價地質構造勘察、岩石土壤力學測定,以及研究自然或人為因素引起的災害性工程地質問題。簡稱工程地質物探。第二次世界大戰期間,物探曾用于軍事工程和重大工程的地質勘察。戰後,軍用和民用工程建設廣泛採用物探方法進行勘察。70年代以來,由於工業化國家大規模的建設要求,用於工程地質物探的投資顯著增加。

1區域工程地質評價

工程地質的基礎工作之一。目的是為一個地區的工程建設總體規劃提供依據,也為各種重大工程建設,如大型水庫、水壩、核電站的選址以及鐵路選線項目提供資料。區域地質構造穩定性評價是區域工程地質評價中最基本的內容。衛星遙感圖像的解譯可以對區域斷層的活動性進行分析評價。天然地震歷史資料的統計分析,是地震烈度區劃和區域地質構造穩定性評價的重要基礎。利用不同比例尺的衛星和航空遙感圖像可以編製區域工程地質和其他工程地質的基礎圖件,包括地貌圖、外動力地質現象圖、岩土力學分類圖和水文地質要素圖。綜合已有地質資料並進行地面檢查和物探工作,可以迅速編製工程地質圖件。

2工程地質勘察

採用物探方法探測基岩面的埋深、產狀和性質,勘察斷層走向、性質和斷距,是工程地質勘察中的兩項基本任務。①基岩面的埋深(即覆蓋層厚度)包括基岩岩性地質填圖,冰川、凍土、滑坡的厚度,岩石軟弱夾層、沙層、粘土和膨脹土的層厚度等,可以採用電測深或淺層折射法來探測。②採用電剖面法或用淺層折射法查明斷層,特別是隱伏斷層,進行速度填圖;勘察岩溶裂隙、溶洞和暗河,在地面採用各種電剖面法,在井中採用無線電波透視或聲波透視法。在一定條件下,物探方法可以為分析斷層活動性提供間接的依據。

3環境工程地質勘察

由於自然和人為因素使環境地質狀況發生改變,結果可以造成工程上的損失或其他災害,如水庫的滲漏,岩溶區建築物、鐵路和礦山由於大規模抽水或採礦而造成的塌陷,水庫誘發地震,滑坡和泥石流等。對於環境工程地質勘察,除採用電法和淺層折射法外,還可選用自然電場法,淺層測溫法,微地震和地雜訊測量,井中透視、電視和井下超聲成像方法。

4環境工程地質監測

利用衛星和航空遙感圖像隨時間變化的信息,可以對天然或人為因素引起的環境工程地質過程進行監測,並對災害性事件作出預測。不同時期的衛星和航空遙感圖像的對比研究,可以對土壤沙漠化、水土流失、植被破壞、河道變遷、海岸及河湖岸邊或港口的淤積和塌陷進行定量計算,對其演化方向和可能發生的災害性事件進行預測。定期的航空攝影,地下水位和水溫的監測和地雜訊的監測,是對滑坡監視和預測的手段。
岩石、土壤力學參數的原位測量 在工程建設的預選地區,用物探方法進行岩石和土壤力學參數的測量,是工程地質物探的一項重要工作。
①岩石力學測定 包括岩石的縱波和橫波速度測定,計算波速比、泊松比、彈性模量、岩石孔隙度、裂隙密度,測定岩石不同深度的波速,以計算岩石風化程度和風化層厚度。測定方法,一般採用淺層折射法在地面岩石露頭上進行,在井下或坑道、岩洞中則用聲波測量或用聲波測井方法進行。
②土壤力學參數測定 採用淺層地震折射法和地震測井法,特別是跨井地震法,測定土壤等軟弱地基不同層位縱波速度,以代替貫入試驗計算抗壓強度和抗剪切強度。

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