工程地球物理勘探(engineering geophysical exploration)解決土木工程勘察中工程地質(zhì)、水文地質(zhì)問(wèn)題的一種物理勘探方法,簡(jiǎn)稱工程物探。它是以研究地下物理場(chǎng)(如重力場(chǎng)、電場(chǎng)等)為基礎(chǔ)的。不同的地質(zhì)體在物理性質(zhì)上的差異,直接影響地下物理場(chǎng)的分布規(guī)律。通過(guò)觀測(cè)、分析和研究這些物理場(chǎng),并結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料,可判斷與工程勘察有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題。
鉆孔地震波測(cè)速法
在鉆孔中利用直達(dá)波測(cè)定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測(cè)速法是在孔口附近激振,在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測(cè)定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個(gè)互為正交的水平檢波器和一個(gè)垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置,可使探頭緊貼井壁。測(cè)定縱波速度(vp)時(shí),須作垂直激振。測(cè)定橫波速度(vs)時(shí),須作水平激振,通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過(guò)某地層所需的時(shí)間及該地層的厚度可算出地層速度。跨孔法(圖6)是在一個(gè)鉆孔中激振,在相隔一定距離的另一個(gè)鉆孔中觀測(cè)直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間。對(duì)于淺孔,可用木桿插入井底,在地面敲擊木桿的一端進(jìn)行激振。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點(diǎn)到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時(shí)間便可算出地層波速。
井中無(wú)線電波透視法
無(wú)線電波是指頻率在幾十萬(wàn)赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時(shí)常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū),用它探測(cè)溶洞效果甚好。工作時(shí),將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個(gè)鉆孔內(nèi),若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時(shí),沿井軸各點(diǎn)接收到的無(wú)線電波信號(hào)較強(qiáng),如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時(shí),則在低阻體的背面形成一個(gè)無(wú)線電波信號(hào)被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會(huì)法”即可圈定被測(cè)異常體的位置和輪廓。
磁法勘探
根據(jù)巖石的磁性差異所形成的局部磁性異常來(lái)判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。在工程勘察中,主要用于圈定巖漿巖體,特別是磁性較強(qiáng)的基性巖漿巖體,尋找有巖漿巖活動(dòng)的斷裂接觸帶,追索第四紀(jì)沉積物覆蓋下的巖性界線等。大面積航空磁測(cè)資料可提供有關(guān)區(qū)域性的斷裂構(gòu)造、結(jié)晶基底的起伏等,為評(píng)價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性及尋找有利的儲(chǔ)水構(gòu)造提供依據(jù)。
重力勘探
根據(jù)巖體密度差異所形成的局部重力異常來(lái)判斷地質(zhì)構(gòu)造的方法。常用以探測(cè)盆地基底的起伏和斷層構(gòu)造等。采用高精度重力探測(cè)儀有可能探測(cè)一些埋深不大并且具有一定體積的地下空洞。
放射性勘探
不同巖石所含放射性元素的含量不同。因此通過(guò)探測(cè)由放射性元素在蛻變過(guò)程中產(chǎn)生的 у射線強(qiáng)度,可以區(qū)分巖性。近年來(lái)利用天然放射性測(cè)量探測(cè)基巖裂隙地下水(如用測(cè)量у強(qiáng)度、能譜、α徑跡法等找水)獲得成功。此外,放射性同位素常用作研究地下水及其溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)的示蹤劑。