首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工程综合论文 > 工程物理学论文 > 阐述在土木工程中运用环境工程地球物理技术的意义

阐述在土木工程中运用环境工程地球物理技术的意义

2020-03-02 668 上传者：管理员

摘要：现阶段，环境工程地球物理技术在土木工程当中有着广泛的应用，基于此，本文对相关技术的应用方法进行了分析和总结，同时分别研究了基于位场理论的测量方法、瞬变电磁法和基于波动场理论的方法，目的在于帮助土木工程的建设单位更有效地利用相关技术。

关键词：
土木工程
应用
环境工程地球物理技术
电阻率
加入收藏

使用环境工程地球物理技术，不仅能够分析污染情况，也能够透彻地了解地质情况，因此在土木工程当中有着广泛的应用，对工程的施工工作有着良好的帮助。目前在考古文物保护、区域稳定性分析、工程的抗震设计上都有十分广泛的应用。

1、基于位场理论的测量方法

1.1 重力测量方法

重力测量通过测量重力源的强弱，来分析地下物质的分布情况和密度。这种方式常被用在探矿和地震的检测上。优势在于仪器比较容易携带，测量的效率也很高，比较适合在大面积陆地、海域和航空的测量上。环境工程地质问题的重力测量都是高精度的重力测量，所以一般都会使用比较精密的仪器^[1]。目前重力测量一般是用对沉积盆地中沉积厚度的调查上，对滑坡、活断层和地下空洞的调查也有广泛的使用。但是，由于反演的多样性，并不能在工程测量当中仅仅使用重力测量一种方式，而是要和其他的方法结合起来，并且查阅相关的资料，从而获得更加准确的测量结果。

1.2 磁法

这种方法和重力场测量相似，使用的磁场进行测量。磁场也是天然的有源场，测量的目的是探明地下物质的磁性质和分布状态。一般可以用于找矿、探测地层边界和活动断层，在废物倾倒和考古上也有广泛的应用。和重力测量法一样，磁法测量仪也比较轻便，能够使用在陆地、海洋的测量上，目前这种方法一般和重力测量法结合使用。

1.3 电阻率法

电阻率法也被陈伟高密度电法，使用人工的可控电源，通过测量可以得到一维、二维、三维的测量结果，能够探明地下介质的电阻分布情况。环境工程当中，电阻率法一般用来测量地下埋藏提、风化层的厚度和断层位置，还能够进行水文地质的调查，并检测地下水污染和地下污染。由于这种方法能够给出电阻率分布的剖面，从而获得三维的数据结果，相比传统方法只能获得一维的结果具有很多的优势，因此使用也越来越广泛。

2、瞬变电磁法

瞬变电磁法利用不接地回线或者接电极向地下发送脉冲式一次电磁场，利用线圈或者接地电极，对由脉冲磁场产生的地下涡流进行测量，分析地下涡流产生的二次磁场在空间和时间上的分布^[2]。当地面上的激发线圈瞬间断电时，地下感应电流也会立即形成，随着时间的延续会向往扩散，点流程烟圈状分布，在近地表浓而小，进入地下深处之后会扩散的比较大，并且变得十分稀薄，在进入一定深度之后消失。目前，瞬变电磁法主要使用在桥基、路基、坎基，以及高层建筑物地基的调查上，也能够在地质调查中，对地下水资源、岩溶、滑坡、煤矿陷落柱等有较好的勘查效果。

3、基于波动场理论的测量方法

3.1 地震勘探

地震勘探是基于弹性波传播理论的物探方法，该方法包括野外数据采集和室内数据处理两方面的工作，常用的方法有地震这设法、地震反射法、地震波测井、地震层析法等。

3.1.1 地震折射法

地震折射法是最早应用于工程勘察的人工地震技术，这种测量方法比较简单，同时信息的处理量也比较小，只会使用沿着地下介质滑行而折返的地面波^[3]。随着深度的增加，地层的地震波速也需要变大，否则折射波将无法穿透进入低速层。该方法一般会使用在简单的工程地质勘查当中，比如在选择公路的路线时，对路基演示的风化程度进行调查。

3.1.2 地震反射法

地震反射法已经广泛应用在了石油、煤炭等矿产勘探和地下水源的调查当中，在工程勘查中也获得了广泛的应用。目前，多使用在对沉积层、断活层、地下洞穴、路基、桥梁和河床等位置的勘探上，是一种十分有效的工厂勘查技术，是对于较深地层的勘测精度非常高，因此也经常和地震折射法一同使用。

3.1.3 地震波测井

该方法会在井下向上间隔放炮，接收点会在地面上分布，也可以将真元置于地面，检波器沿着井壁分布，地震仪就可以将接受到的数据记录，通过进行计算和分析，就能够获得到各地层的波速，从而分析地下介质的物理力学特性和结构特征。该技术一般被应用在高层建筑的场地勘察，在土木工程当中是一种十分重要的技术。

3.1.4 常时微动法

常时卫东和地脉动都是面波和体波合成的，在测量时，由于人类的日常活动、机械振动，以及天气变化也都会导致地表出现微弱的波动，所以通常微动的测量工作都集中在夜间进行。会选择使用固有周期为1秒的三分量速度型电磁式实振器，并根据需要在地表和地下的建筑当中进行观测。由于常时围绕东的正周期据定于地基或者结构的力学特征和几何特征，所以该方法目前在土木工程当中有广泛的应用。比如，土木工程当中地基场地土分类、地震小区划、地震的震害预测、建筑物的抗震评估等，都有广泛的使用。

3.2 探地雷达

电磁波和弹性波遵从同样的物理规律，使用相同的波动方程，而探底雷达可以向地下发射不同频率的电磁波，并接收有地下发射的电磁波，然后利用和地震反射法相同的方式来对获得的数据进行处理，有些情况下，也可能会使用到完全相同的数据处理软件。在一些工程问题当中，还可以将地震勘探和探底雷达相结合，从而获得更加准确的测量结果。

金属良导体和土壤介质的导电性差异是非常明显的，所以探底雷达在获得剖面图之后会有十分清晰的描述，因此，探底雷达通常都是用在对地下管线的探测工作当中^[4]。和其他波动传播类似，高频波具有较高的分辨率，但是会因为衰减的过快导致探测深度不足，而低频波虽然分辨率较低，但探测衰减速度较慢，所以探测深度较高。目前，探地雷达已经成为了在土木工程当中有比较广泛应用的技术，在调查基岩面、查明桩基施工障碍、判定桩基施工异常等方面有着十分重要的作用，也可以检测基础工程的施工质量，检测公路的质量等等。

4、结束语

利用环境工程的地球物理测量方法，可以对地质情况有更加透彻的了解，从而推动土木工程的建设效率，保证工程的施工质量。并且还能够使用在施工过程中问题的检测上，获得更加良好的处理方法，也能够检查土木工程的施工质量。因此，在土木工程施工过程中，必须要充分利用相关技术，从而提高水平。

参考文献：

[1]张猛,徐白山,王波印,易俊杰.基于高分影像的滑坡体空间场位移矢量标定的研究[A].中国地球物理学会国家安全地球物理专业委员会､陕西省地球物理学会军事地球物理专业委员会.国家安全地球物理丛书[C].2015:5.

[2]耿大玉,Ewald Brueckl.环境工程地球物理技术在土木工程中的应用[J].淮海工学院学报(自然科学版),2002(1):56-59.

[3]李源,宋雪琳,边辉颜,罗会来.浅谈工程物探技术在土木工程中的实际应用[J].中国市场,2008(31):82-83.

[4]梁晓强,徐白山,潘庆芳,刘志龙,李世龙.桩基础立体检测方法的研究[A].中国地球物理学会国家安全地球物理专业委员会､陕西省地球物理学会军事地球物理专业委员会.国家安全地球物理丛书[C].2016:4.

项琛.环境工程地球物理技术在土木工程中的应用[J].赤子,2019,(7):128.