姚敏

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求逐漸提高，諸多產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求也在不斷提高，如今為了滿足地質(zhì)工程監(jiān)控需要，解決傳統(tǒng)物探方法的局限問題，綜合物探技術(shù)被應(yīng)用到地質(zhì)工程監(jiān)控中。本文闡述了綜合物探的作用，進(jìn)一步對綜合物探在地質(zhì)工程監(jiān)控中的應(yīng)用進(jìn)行分析及論述，以期推動該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

綜合物探;地質(zhì)工程;監(jiān)控

在地質(zhì)工程的監(jiān)控技術(shù)中傳統(tǒng)方法和技術(shù)已難以滿足當(dāng)下社會發(fā)展的需要，傳統(tǒng)的監(jiān)控方法相對綜合物探監(jiān)控結(jié)果準(zhǔn)確度較差。天氣和氣候很容易影響到傳統(tǒng)方法下的地質(zhì)監(jiān)控工程，從而導(dǎo)致監(jiān)控結(jié)果出現(xiàn)偏差。綜合物探技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)采集數(shù)據(jù)的自動化，這不僅提高了地質(zhì)工程監(jiān)控的準(zhǔn)確度，更減少了對人工、資源的消耗，實現(xiàn)了監(jiān)控效率的高效提升，此外由于其高精度的特性還可適用于地質(zhì)情況相對復(fù)雜的工程監(jiān)控中。

地質(zhì)工程監(jiān)控中的綜合物探以應(yīng)用電磁學(xué)性質(zhì)、電性差異即電法勘探機理為工作原理，以傳統(tǒng)物探方法為基石來對電磁場、天然電場、人工電場等在地質(zhì)工程中的分布規(guī)律進(jìn)行調(diào)查并進(jìn)行科學(xué)的分析，從而根據(jù)調(diào)查、科學(xué)分析得到的結(jié)論對地質(zhì)工程進(jìn)行監(jiān)控，同時采用電極對監(jiān)控進(jìn)行設(shè)立，以此避免出現(xiàn)因為監(jiān)控設(shè)備的布置而帶來的不良影響。

探地雷達(dá)的原理，通過發(fā)射天線對目標(biāo)發(fā)射高頻脈沖電磁波，電磁波被目標(biāo)反射回來被接收天線接收，通過接收天線接收到的目的反射電磁波對目標(biāo)的空間位置和其具體的分布情況進(jìn)行分析，這是一種非破壞性的物探方法。該方法是通過目標(biāo)體和周圍介質(zhì)間的電性差異導(dǎo)致的電磁波反射后體現(xiàn)出來的差異來得到目標(biāo)的內(nèi)部構(gòu)造情況和具體存在問題。

對地下介質(zhì)中的自然電位的分布研究、調(diào)查、監(jiān)測通常采用自然電場法，該方法較為常見，因為自然電場法需要的設(shè)備較為輕巧，同時工作效率也更高，無需人工源。例如使用電位觀測儀進(jìn)行觀測，從而得到線上電位異常的分布情況和變化規(guī)律，從而達(dá)到對地質(zhì)的監(jiān)控，在使用電位觀測儀時還應(yīng)該在測量過程中使用不極化的電極來進(jìn)行電位測量。在地質(zhì)工程的監(jiān)控中該方法可以檢測諸多隱患。例如當(dāng)?shù)虊未嬖谝欢ǖ碾[患時，因為水溶液對巖土空隙、裂隙的影響、滲透、流動，最終都會導(dǎo)致大地表面的電位異常從而被電位觀測儀觀測到，使得隱患可以提前發(fā)現(xiàn)，提出解決方案并實施來杜絕不良事件的產(chǎn)生。

天然源面波又被稱為微動法，其本質(zhì)是一種沒有特點定的振動源的較為微弱的震動。天然源面波由兩種波：體波和面波組成，其震動性質(zhì)較為復(fù)雜。在信號能量的占比中，體波至少占據(jù)了信號能量地70%。地表介質(zhì)和微動中的面波信息有很強的相關(guān)性，所以從微動中的面波信息中的瑞雷波信息進(jìn)行提取可以快速得到地下結(jié)構(gòu)信息。同時面波的頻散特性導(dǎo)致了微動的信號的振幅和頻率都會隨著時間和空間的變化而發(fā)生變化，但在符合要求的情況下還是可以滿足信息統(tǒng)計中的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性的要求。在具體的應(yīng)用上可以使用平穩(wěn)隨機過程來進(jìn)行闡釋，從而對該方法的有效性進(jìn)行保障。

高密度電法以介質(zhì)的電性差異為機理，在人工源施加電場的情況下，根據(jù)地下傳導(dǎo)電流的變化狀況進(jìn)行研究，得到地下不同電性差異的地層巖性格架和地質(zhì)構(gòu)造分布概況?？碧竭^程特點在于一次陣列布極來完成，具備縱、橫兩方向高分辨率的二維勘探過程。在地質(zhì)監(jiān)控中，該方法可以對地下某個水平方向上的某一深度的巖土體的電性變化進(jìn)行監(jiān)測、反映，又能提供在縱向的延伸方向上地層巖的典型變化狀況。具備準(zhǔn)確度高、數(shù)據(jù)較為完整的優(yōu)點。該方法在地質(zhì)工程監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、地質(zhì)工程勘察、都有廣泛的應(yīng)用，解決了諸多地質(zhì)工程中遇到的實際困難。

綜合物探在地質(zhì)工程監(jiān)控中的數(shù)據(jù)處理流程：首先要對工程的地面進(jìn)行電極排列，并使電場發(fā)生變化從而產(chǎn)生磁場，在對電源進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的開啟和關(guān)閉使得磁場變化，最后使用物探設(shè)備對電場、磁場變化情況的信息進(jìn)行收集和分析。

地質(zhì)工程監(jiān)控中，一般對綜合物探法收集到的電場信息的研究采用CSAMT法。電波頻率上的變化要通過改變地面電極的發(fā)射頻率來實現(xiàn)。在具體的過程中還需要彈性波能量在電極的發(fā)射過程中得到增強，達(dá)到波在運動過程中的彈性碰撞和彈性壓縮得到增強的目的，從而達(dá)到保障在地質(zhì)中反射波的能量和高頻信號的穩(wěn)定，達(dá)到電場信息的準(zhǔn)確、可靠。綜合來說對地質(zhì)工程中的電場信息的研究，是要在原有的信息的基礎(chǔ)上加上電場信息來研究，從而對地質(zhì)結(jié)構(gòu)等更高層次的信息進(jìn)行進(jìn)一步的推斷和分析。

在對地質(zhì)工程監(jiān)控中的綜合物探數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時，要對信息進(jìn)行辨別，排除地質(zhì)工程監(jiān)控中的異常數(shù)據(jù)。以往的地質(zhì)工程監(jiān)控往往受限于技術(shù)自身的限制，從而對地質(zhì)工程中出現(xiàn)的特殊特征和特殊的強度以及特殊的現(xiàn)象無法進(jìn)行反映。在綜合物探技術(shù)中首先是對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的處理如：2D化、3D化的處理，同時使用自算計技術(shù)不斷對地質(zhì)工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，例如可以使用CAD機械輔助制圖技術(shù)來對地質(zhì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行整體上的整合。依托整理出的地質(zhì)資料，使用數(shù)學(xué)和物理方法進(jìn)行進(jìn)一步的分析，即可得到地質(zhì)工程的大概情況，如平面和剖面的空間信息。使得地質(zhì)工程監(jiān)控的準(zhǔn)確度進(jìn)一步得到提高，從而降低地質(zhì)危害帶來的損失。

為了論證綜合物探在地質(zhì)工程監(jiān)控中的應(yīng)用是一種切實可行的方法，并且具有較強的可操作性，也為了證明綜合物探技術(shù)在地質(zhì)工程監(jiān)控中研究具實用性，應(yīng)進(jìn)行試驗驗證，并設(shè)置一個采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行地質(zhì)監(jiān)控的對照組進(jìn)行對比。

對一個處于施工期的建筑物進(jìn)行模擬，同時通過相關(guān)的地質(zhì)資料，對該工程所處的地質(zhì)狀況進(jìn)行模擬。然后在防震建筑物施工過程中，對該建筑工程所處區(qū)域的地質(zhì)狀況進(jìn)行不斷地改變，從而來對綜合物探在地質(zhì)工程監(jiān)控中的有效性進(jìn)行驗證，同時通過設(shè)立的傳統(tǒng)地質(zhì)工程監(jiān)控方法的對照組來對比使用了綜合物探技術(shù)的地質(zhì)工程監(jiān)控驗證其優(yōu)越性。

在模擬地質(zhì)工程中任意選擇兩個以上的試驗點，然后再對地基的沉降和基礎(chǔ)的斷裂滲漏、地基的歡動參數(shù)等進(jìn)行不斷地變換，從而來通過讓傳統(tǒng)地質(zhì)工程監(jiān)控方法和綜合物探方法對其地址工程進(jìn)行監(jiān)控，最終把兩種方法得到的監(jiān)控信息繪制成圖表相互對比并和準(zhǔn)確信息進(jìn)行對比，并且把對比后的結(jié)果通過準(zhǔn)確度的形式在圖表中表示出來。

對實驗結(jié)果進(jìn)行分析的過程中可以利用計算機對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，對傳統(tǒng)地質(zhì)監(jiān)控方法和綜合物探地質(zhì)監(jiān)控方法對比結(jié)果進(jìn)行匯總，將對比結(jié)果具現(xiàn)化、直觀化，根據(jù)具體的試驗表明在地質(zhì)工程監(jiān)控中，運用了綜合物探技術(shù)的地質(zhì)工程監(jiān)控對比傳統(tǒng)物探的地質(zhì)工程而言，綜合物探下的地質(zhì)工程監(jiān)控和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度得到了平均80%的提高。而且在地質(zhì)工程監(jiān)控的過程中相對于傳統(tǒng)的物探方法受監(jiān)控時間的影響較小，具有工作效率高、觀測面更為全面等優(yōu)點。充分說明了綜合物探技術(shù)十分適用于地質(zhì)工程監(jiān)控，尤其是在一些情況較為復(fù)雜的地質(zhì)工程中其優(yōu)勢更是可以得到凸顯。

高密度電阻率法屬于電阻率法，觀測精度高，收集到的地質(zhì)信息較為豐富且效率高，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多。自然電場法較為簡單方便，對潛在的地質(zhì)隱患可以較好地反映出來令人察覺。天然源面波是較為高科技的方法，但存在著一定的局限性，對空間和時間、環(huán)境具有一定的要求，但不會對地質(zhì)造成影響，在符合條件的環(huán)境下也可以得到準(zhǔn)確度符合要求的數(shù)據(jù)。探地雷達(dá)法可以準(zhǔn)確的得到需要的地質(zhì)信息，但適用的范圍有限，往往用來對地質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)造進(jìn)行調(diào)查。自然電場法最為常見其具備一定的精度同時效率優(yōu)秀切不需要人工源。方法的選用直接關(guān)系到地質(zhì)工程監(jiān)控的效果，在具體的選擇過程中應(yīng)該以需求為基礎(chǔ)進(jìn)行選擇。多種方法相互結(jié)合運用來保障監(jiān)控的準(zhǔn)確度。

綜上所述，綜合物探技術(shù)對比傳統(tǒng)的物探方法可以把地質(zhì)工程監(jiān)控的準(zhǔn)確率提高80%，因此具有很大的實用性。綜合物探是結(jié)合各類物探方法的新型物探技術(shù)，許多技術(shù)的優(yōu)點都可以通過綜合物探技術(shù)來體現(xiàn)出來，因此可以提升監(jiān)控的準(zhǔn)確度，避免傳統(tǒng)方法的應(yīng)用限制，因此綜合物探技術(shù)具有一定的應(yīng)用與推廣價值。

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With the rapid development of the economy， people's requirements for the quality of life are gradually improving， and many industrial standards and requirements are also constantly improving， now in order to meet the needs of geological engineering monitoring and solve the limitations of traditional geophysical methods， integrated geophysical technology is applied to geological engineering monitoring. This paper expounds the role of comprehensive geophysical exploration， and further analyzes and discusses the application of comprehensive geophysical exploration in geological engineering monitoring， in order to promote the development and application of this technology.

comprehensive geophysical exploration; geological engineering; monitoring