工程物探具有“透視性”、效率高、成本低以及可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位巖土物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn),在工程勘察中日益得到重視和發(fā)展。但是各種物探方法都具有條件性和局限性,多數(shù)方法還存在多解性,因此正確選擇和運(yùn)用各種物探方法,進(jìn)行綜合物探,并與現(xiàn)有的地質(zhì)、鉆探資料作對(duì)比,才能獲得好的地質(zhì)效果。
電法勘探
通過(guò)對(duì)人工或天然電場(chǎng)(或電磁場(chǎng))的研究,獲得巖石不同電學(xué)特性的資料,以判斷有關(guān)水文地質(zhì)及工程地質(zhì)問(wèn)題。常用的是直流電法勘探,主要研究巖石的電阻率和電化學(xué)活動(dòng)性,可分為電阻率法、自然電場(chǎng)法和激發(fā)極化法等。
電阻率法
自然界中各種巖石的導(dǎo)電性能不同。一般情況下,巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中的致密灰?guī)r的電阻率都很高,超過(guò)10~歐姆·米,只有當(dāng)它受風(fēng)化,構(gòu)造破碎時(shí),由于含泥量增多,水分增加時(shí),其電阻率值才降到102)歐姆·米級(jí)或更小。含泥質(zhì)沉積物或含高礦化度地下水的砂礫石層,其電阻率較低(10~102)歐姆·米級(jí))。電阻率法常用于探測(cè)風(fēng)化殼的厚度,覆蓋層下新鮮基巖面的起伏、盆地結(jié)構(gòu)形態(tài)、儲(chǔ)水構(gòu)造,追索古河道,圈定巖溶發(fā)育帶,確定斷層位置等。
自然電場(chǎng)法
當(dāng)?shù)叵滤诳紫兜貙又辛鲃?dòng)時(shí),毛細(xì)孔壁產(chǎn)生選擇性吸附負(fù)離子的作用,使正離子相對(duì)向水流下游移動(dòng),形成過(guò)濾電位。因此作面積性的自然電位測(cè)量,可判斷潛水的流向。在水庫(kù)的漏水地段可出現(xiàn)自然電位的負(fù)異常,而在隱伏上升泉處則可獲得自然電位的正異常。
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。
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(chǎng)并進(jìn)行觀測(cè),求得某個(gè)測(cè)點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測(cè)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(cè)深法,后者稱為電剖面法。電測(cè)深法用以探測(cè)比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測(cè)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(duì)良導(dǎo)電體充電,在地面觀測(cè)電場(chǎng)的形態(tài),用來(lái)測(cè)定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。
③自然電場(chǎng)法是測(cè)量地層過(guò)濾吸附作用造成的滲透電場(chǎng),用來(lái)進(jìn)行地下水流向測(cè)定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫(kù)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(cè)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(cè)定含水層位置等有關(guān)地下水資源和水庫(kù)滲漏方面的探查工作。
⑤甚低頻法、無(wú)線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法是利用地質(zhì)體對(duì)電磁波的傳播、吸收、反射特性,分別用以查找淺部的、兩個(gè)鉆孔(或探洞)之間和地下洞室周?chē)嬖诘膸r溶、斷層破碎帶等。