電法勘探 方法種類繁多,水利工程勘察中常用的有下列各種。 ①電阻率法是利用地質(zhì)體導(dǎo)電性的差異,建立人工電場并進(jìn)行觀測,求得某個測點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測點(diǎn)的視電阻率后,再進(jìn)行推斷和地質(zhì)解釋。前者稱為電測深法,后者稱為電剖面法。電測深法用以探測比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測定覆蓋層、風(fēng)化層厚度等。電剖面法則可探查水平向地質(zhì)情況的變化,如尋找斷層破碎帶、進(jìn)行地質(zhì)填圖等。 ②充電法是對良導(dǎo)電體充電,在地面觀測電場的形態(tài),用來測定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。 ③自然電場法是測量地層過濾吸附作用造成的滲透電場,用來進(jìn)行地下水流向測定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫的滲漏地段和巖溶。 ④激發(fā)極化法是利用離子導(dǎo)體的激發(fā)極化效應(yīng),測定巖體的視極化率等參數(shù),可進(jìn)行巖溶調(diào)查、尋找斷層破碎帶、測定含水層位置等有關(guān)地下水資源和水庫滲漏方面的探查工作。 ⑤甚低頻法、無線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法是利用地質(zhì)體對電磁波的傳播、吸收、反射特性,分別用以查找淺部的、兩個鉆孔(或探洞)之間和地下洞室周圍存在的巖溶、斷層破碎帶等。
應(yīng)用地球物理學(xué)的原理進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查的勘探和測試方法。它是地球物理勘探的一個分支,簡稱工程物探。由于各種巖石或地質(zhì)體在密度、磁性、導(dǎo)電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)上存在著差異,人們用不同方法和不同儀器,測量其天然或人工的地球物理場,并分析研究由于這些物理性質(zhì)差異而引起物理場的變異,再經(jīng)推斷解釋,以了解地下地質(zhì)情況;或利用儀器直接測定巖體的物理特性,提供工程設(shè)計需要的參數(shù)。水利工程地質(zhì)勘察中廣泛而正確地運(yùn)用工程物探,可加快勘測速度,降低成本,還可得到巖體原位的物性參數(shù),對工程地質(zhì)條件的定量評價起到促進(jìn)作用。中國水利工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用工程物探始于20世紀(jì)50年代初。常用的方法主要有地震勘探、電法勘探、彈性波測試和測井,此外還有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
井中無線電波透視法 無線電波是指頻率在幾十萬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)體時常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū),用它探測溶洞效果甚好。工作時,將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個鉆孔內(nèi),若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時,沿井軸各點(diǎn)接收到的無線電波信號較強(qiáng),如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時,則在低阻體的背面形成一個無線電波信號被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。
折射波法 當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2)不同的界面時,有一部分波將透過界面形成透射波,其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。對于sinα=v1/v2)的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動而產(chǎn)生可傳到地面的折射波(也稱首波)。圖4是折射波的傳播示意圖,在B點(diǎn)以前不形成折射波,稱為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外,折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時距曲線,可算出v1及v,從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化,配合地震波振幅衰減的資料,可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄,因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2)小于上層速度v1時,不可能形成折射波。