浅谈地球物理勘探在工程地质勘察中的应用

浅谈地球物理勘探在工程地质勘察中的应用

陈静  ,王焱 ,郑是竞通讯作者 ,秦宗刚,李畅

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摘要：地球物理勘探是一种常用的工程地质勘察方法，通过对地下物理特征的探测，可以获取地下结构和地质构造的信息，为工程建设提供重要的参考。本文对地球物理勘探在工程地质勘察中的应用进行了探讨，并分析了其在地质勘察中的优势和不足。关键词：地球物理勘探；工程地质勘察；地下结构；地质构造

引言

工程地质勘察是工程建设的前期工作之一，其目的是为工程的设计和施工提供可靠的地质信息。地球物理勘探作为一种重要的勘察手段，通过对地下物理特征的探测，可以获取地下结构和地质构造的信息，为工程建设提供重要的参考。本文将就地球物理勘探在工程地质勘察中的应用进行探讨，并分析其在地质勘察中的优势和不足。

1.地球物理勘探的基本原理

地球物理勘探是通过观测地球的物理场，以揭示地下的构造和性质。其基本原理涉及多种方法和技术，包括电法勘探、地震勘探和重力勘探等。

1.1电法勘探

电法勘探是一种利用地下电阻率差异来探测地下结构的方法。通过在地表施加电流，测量地下的电位差，从而推断地下物质的电阻率分布。电法勘探可以用于寻找矿产资源、地下水资源和地下构造等。

1.2地震勘探

地震勘探是一种利用地震波在地下的传播和反射特性来研究地下结构的方法。通过在地表或井孔中放置震源，观测地震波的传播和反射，可以获取地下岩层的速度、密度和界面等信息。地震勘探广泛应用于石油勘探、地震灾害研究和地下工程等领域。

1.3重力勘探

重力勘探是一种利用地球重力场变化来研究地下密度分布的方法。通过测量地表上的重力加速度变化，可以推断地下岩石的密度变化。重力勘探可用于寻找矿床、研究地下构造和地下水资源等。

1.4磁法勘探

磁法勘探是一种利用地球磁场的变化来研究地下磁性物质分布的方法。通过测量地表上的磁场强度和方向，可以推断地下岩石的磁性特征和分布。磁法勘探常用于寻找矿床、地下构造和地质调查等。

1.5地电阻率勘探

地电阻率勘探是一种利用地下电阻率的变化来研究地下结构的方法。通过在地表施加电流，测量地下的电位差，可以推断地下不同物质的电阻率分布。地电阻率勘探可用于寻找地下水资源、矿床和地下构造等。

2.地球物理勘探在工程地质勘察中的应用

2.1地下结构的探测

地球物理勘探在工程地质勘察中可以用于地下结构的探测。通过地震勘探方法，可以获取地下结构的信息，包括地下岩层的分布、厚度、性质等。地震波在地下岩层中传播时会发生反射、折射等现象，利用地震波的传播特性可以推断地下结构的情况。地球物理勘探还可以利用电磁法、重力法等方法来探测地下结构，获取地下岩层的电性、密度等信息，从而帮助工程地质勘察人员了解地下结构的情况，为工程设计提供依据。

2.2地质构造的分析

地球物理勘探在工程地质勘察中还可以用于地质构造的分析。地质构造是指地壳中的断裂、褶皱、岩浆活动等地质现象。地球物理勘探可以通过地震勘探、重力勘探、地磁勘探等方法，获取地下地质构造的信息。通过分析地下地质构造的分布、性质等，可以判断地质构造对工程建设的影响，如地震活动、地下水的运动等，从而为工程设计和施工提供参考。

2.3地下水资源的勘探

地球物理勘探在工程地质勘察中还可以用于地下水资源的勘探。地下水是重要的水资源，对于工程建设和生活用水具有重要意义。地球物理勘探可以利用电磁法、重力法、地电法等方法，探测地下水的分布、深度、水质等信息。通过地球物理勘探可以确定地下水资源的储量和可利用性，为工程建设提供地下水资源的合理利用方案。同时，地球物理勘探还可以帮助确定地下水的运动方向和速度，为地下水污染防治提供依据。

2.4岩土工程参数的确定

地球物理勘探在工程地质勘察中还可以用于确定岩土工程参数。岩土工程参数是指土壤和岩石的力学性质，包括密度、强度、压缩性等。地球物理勘探可以利用地震勘探、电磁法、重力法等方法，获取地下岩土的物理性质和力学性质的信息。通过分析这些信息，可以确定岩土工程参数，为工程设计和施工提供准确的参数数据，从而保证工程的安全和稳定性。

2.5灾害预测与防范

地球物理勘探在工程地质勘察中还可以用于灾害预测与防范。地球物理勘探可以通过地震勘探、地磁勘探等方法监测地壳的变动和地下岩层的移动情况。这些地壳变动和岩层移动往往与地质灾害（如地震、滑坡、地面沉降等）有关。通过监测和分析地壳变动和岩层移动的数据，可以预测地质灾害的发生概率和可能影响范围，从而采取相应的防范措施，减少灾害对工程建设的影响。

2.6矿产资源的勘探

地球物理勘探在工程地质勘察中还可以用于矿产资源的勘探。地球物理勘探可以利用电磁法、重力法、地磁法等方法，探测地下矿体的分布、形状、性质等信息。通过地球物理勘探可以确定矿体的储量、品位和可开采性，为矿产资源的开发提供依据。同时，地球物理勘探还可以帮助确定矿体的深度和赋存状态，为矿产资源的合理开采和利用提供指导。

3.地球物理勘探的优势和不足

3.1优势

地球物理勘探具有以下优势：

第一，地球物理勘探可以获取地下深部的信息，能够揭示地壳构造、岩石性质、地下水和矿产资源等重要地质信息，对于地质勘查和资源开发具有重要意义。

第二，地球物理勘探方法多样，包括地震勘探、电磁勘探、重力勘探等，可以根据不同的地质条件选择合适的方法进行勘探，提高勘探效果。

第三，地球物理勘探技术成熟，具有较高的可靠性和准确性，能够提供可信的地质信息，为决策提供科学依据。

第四，地球物理勘探具有非侵入性的特点，不需要对地下进行直接开挖或钻探，减少了对环境的破坏和资源的浪费。同时，勘探过程中不会对人体健康产生直接影响，具有较低的安全风险。

第五，地球物理勘探可以提供大范围的地质信息，能够对地下结构进行全面的探测和分析，为地质研究、环境评估和工程设计等领域提供重要数据支持。同时，地球物理勘探还能够帮助预测地震、火山喷发等自然灾害，为灾害防治和应急管理提供重要参考。

3.2不足

地球物理勘探也存在一些不足之处：

首先，地球物理勘探需要大量的设备和人力投入，成本较高。

其次，地球物理勘探受到地质条件和地下介质的限制，对于某些地质构造复杂或介质非均质的区域，勘探效果可能受到影响。

此外，地球物理勘探具有一定的局限性，无法提供直接的地质信息，需要结合其他勘探方法和数据进行综合分析。

最后，地球物理勘探涉及到一定的环境风险，如地震勘探可能会对地下水资源和生态环境造成一定影响，需要进行合理规划和管理。

结束语

地球物理勘探作为一种重要的工程地质勘察方法，通过对地下物理特征的探测，可以为工程建设提供可靠的地质信息。然而，地球物理勘探也存在一些不足之处，例如勘探结果受到地质条件和仪器设备的限制。因此，在应用地球物理勘探时，需要综合考虑勘探方法的适用性和可行性。希望本文的探讨能为工程地质勘察提供一定的参考。

参考文献

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[3]张磊，刘洋.地球物理勘探在地下水资源勘察中的应用研究[J].水文地质工程地质，2018，45(3)：23-29.