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工程物探教材_
发布时间:2024-10-11 09:07:31

  随着人类的发展,整个人类的知识的积累不断扩大及更新,一个人要掌握所有的知 识是不可能的。人的一生当中只能掌握其中很少的一部分,为了更好地描述这些知识, 需要对这知识进行分类,如根据新华字典,数学指的是研究现实世界的空间形式和数量 的科学。物理学是指以实践为基础,研究物质运动最基本、最一般的规律和物质的基本 结构,以及它们在实践中的应用的科学。 为了在掌握了一定的知识以后,可以有所创新并能解决实际问题更好地为人类服 务,需要设置不同的学科与专业。而学科与专业的设置也要以科学的发展观为基础,针 对不同的时期科学发展做出适当的调整。 现在我们是属于勘查技术与工程专业。对于一个专业,要根据一定的知识结构设置 一些课程。以便在四年的学习中完成。 在自然界, 不同的物理作用具有不同的物理场, 例如, 在重力作用的空间有重力场; 天然或人工建立的电(磁)力作用的空间有电(磁)场;波动传播的空间有波场等。面 组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性以及导热性等方面会 存在差异,这些差异将引起相应地球物理场的局部变化,对于这种与地下岩土介质局部 变化有关的地球物理场之变化,通常称为异常场。地球物理勘探就是通过专门的仪器观 测这些地球物理场的分布和变化特征,然后结合已知地质资料进行分析研究,推断出地 下岩土介质的性质和环境资源等状况,从而达到解决地质问题的目的。这种方法常简称 为物探。 物探按介质的物理性质来分类,根据其所研究地球物理场的不同,通常可分为以下 几大类: 以地下介质密度差异为基础,研究重力场变化的方法称为重力勘探; 以介质磁性差异为基础,研究地磁场变化规律的方法称为磁法勘探; 以介质的电性差异为基础,研究天然或人工电场(或电磁场)的变化规律的方法称 为电法勘探(或电磁法勘探) ; 以介质弹性差异为基础,研究波场变化规律的称为地震勘探; 以介质放射性差异为基础,研究辐射场变化特征的称为放射性勘探; 以地下热能分布和介质导热性为基础,研究地温变化的方法称为地热测量。 在以上方法中利用介质的电性差异的电法,具有利用观测参数多、场源、装置形式 多观测内容或测量要素多,并且在工程中应用范围相对较广。 电法勘探可分为两大类即传导类和感应类。 传导类电法可分为:电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法。 电阻率法中可分为:电阻率剖面法和电阻率测深法两类。 电阻率剖面法可分为:二极剖面法、三极剖面法、联合剖面法、对称四极剖面法、

  中间梯度法和偶极剖面法。 感应类电法可分为:电磁剖面法和电磁测深法。 电磁剖面法可分为:不接地回线法、电磁偶极剖面法、航空电磁法、甚低频法等。 电磁测深法可分为:开云大地电磁测深法、频率测深法、瞬变测深法。 也有按解决问题的目的分类如石油物探、煤田物探、金属物探、环境物探、工程物 探等。也有按所观测的空间分,如航空物探、地面物探、井中物探等。 随着环境科学和地球物理学的发展,地球物理学在环境科学中的应用领域不断扩 展,逐渐形成了一门新的学科——环境地球物理学。早在 70 年代,国外就有人从事环 境地球物理工作。1985 年美国勘探地球物理学家协会(SEG)在统计年度工作时,第一 次把环境地球物理作为一个单独的科目划分出来。 1988 年美国的 S. H. Ward 教授首次开 设环境地球物理课程。同年,美国召开了第一届“工程、环境问题地球物理应用研讨会”, 并决定以后每年召开一次。在此基础上,1992 年成立了“国际环境与工程地球物理学会 (EEGS)”,其宗旨是:推动地球物理用于解决工程、环境问题,提高该领域中地球物 理研究的学术水平, 促进有志于这个领域研究的各国学者之间的交流与合作。 1997 年由 中国地球物理协会、中国地质协会、成都理工学院和物探地球物理协会等共同主办,在 中国成都召开的“工程与环境地球物理国际学术会议”和 1999 年在美国举行的 AAPG 年 会设立环境地球物理专题更是将环境地球物理研究推向高潮。在近几年内相继有多本环 境地球物理方面的论著出版, 如 《Geotechnical and Envirnmental Geophysics》 (S. H. Ward, 1990 ) 、 《 Environmental Geophysics 》 ( Dieter ogelsang,1995 ) 、 《 Environmental and Engineering Geophysics》 (P. . Sharma, 1997) 、 《Engineering and Environmental Geophysics for 21st Century》 (He Zhengua,Editor-in-Chief,1997)等。以上所有这一切标志着环境 地球物理学这一新兴学科的基本形成。 由于物探可以根据地面上地球物理观测结果来推断地下介质的变化, 因此它比钻探 等其它直接的地持勘察手段具有快速、经济的优点。在近几十年的历史中,随着物探方 法在岩土工程及环境工程中应用的不断扩大,形成了工程物探的概念。 工程物探, 也就是在工程中所用的物探方法。 可定义为利用岩土的物理性质 (密度、 电性、磁性、弹性、放射性热传导性等) 之间的差异为基础, 通过观测和研究各种场 (重 力场、电磁场、弹性波场、放射性场、地热场等)空间和时间分布规律,以解决工程问 题的一类勘探方法。 其方法手段除传统的电法勘探、 地震勘探和综合测井外, 高密度电法、 瞬变电磁法、 探地雷达、工程多波地震勘探、瑞利波勘探、垂直地震剖面法、核磁共振法、弹性波与 电磁波层析成象、磁法、微重力测量、井下电视、全波列声波测井、偶极子横波测井等 许多新的方法相继开展并应用于工程实践。 这些方法把它们归到一起来论述,是因为有一些共性的东西,如场源正演可以用场 论的方法来论述,数据处理及资料解释也有相似之处。