工程物探技术在岩土工程中的应用及前景 卢如军

发表时间:2021/2/2   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:卢如军
[导读] 摘要:伴随着经济的增长和科学技术的日新月异,社会不断进步时代更迭加快,当今世界经济全球化信息大爆炸,人类对自然资源的索取与利用越来越多,由于生态环境问题日渐突出,绿色环保概念已经成为世界各国的核心发展理念。
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        摘要:伴随着经济的增长和科学技术的日新月异,社会不断进步时代更迭加快,当今世界经济全球化信息大爆炸,人类对自然资源的索取与利用越来越多,由于生态环境问题日渐突出,绿色环保概念已经成为世界各国的核心发展理念。因此,本文从工程物探技术角度出发,探索其在岩土工程中的应用和发展前景,促进国家生态环保提升。
        关键词:工程物探技术;岩土工程;有效应用;发展前景
        工程物探技术本身指的是在相关工程专业设备的辅助下,对岩石工程施工地点的地质和岩石分布进行有效勘测的先进科学技术,它可以让施工者依据勘测数据对岩层地质问题有一个准确地了解,并根据岩石资源的分布情况做出针对性地解决对策。工程物探技术对岩土工程有着非常积极的促进价值,可有效帮助岩土工程做好前期准备工作和对比研究,充分的保障工程质量。
        一、浅析工程物探技术
        从严格意义上讲,工程物探技术又被称之为“地球物理勘测技术”,是经济增长和科学技术日新月异背景下研发的创新发展技术,是地质领域的新兴内容。工程物探技术在岩土工程中的应用最为广泛,并且对岩土工程发展有着非常重要的价值,在实际中解决了很多岩土工程存在的难题。岩土工程的最初地质勘察技术十分有限,一方面是因为自然地理环境的复杂性和地理条件的不足,另一方面则是由于技术不够先进,所以才造成了岩土工程开发受限,并且勘查数据也很难做到精确与精密。而后来工程物探技术的快速创新发展,带来了精密度更高的测量设备,促使岩土工程前期勘查数据效率和质量直线上升,岩土层中的物性参数测量有了更精确的结果。工程物探技术的创新发展促进了岩土工程进一步了解地质结构和岩层特点,让岩土工程的开展与进行有了更加牢靠的技术保障和数据支撑,可谓是确保了岩土工程的整体质量[1]。
        二、探索工程物探技术与岩土工程之间的关联性
        从单一的角度来说,工程物探技术相当于一个独立的学科,只不过由于技术的综合应用和实际勘查工作的需要,使其逐渐发展成为了岩土工程开发的辅助性服务技术。在实际的岩土工程中,一般来说会存在很多的勘察问题或者工程困难,那么工程物探技术的应用就是帮助解决岩土工程勘察困难与工程潜在问题点的关键,它能有效帮助岩土工程深度了解岩层和分析问题,促进掌握问题的根源和制定解决方案,从而确保工程进展的顺利。如果从社会的角度分析,工程物探技术与岩土工程好比“医患关系”,技术帮助工程发现“病症”并治理“病症”,工程物探技术应用在岩土工程中时主要有以下几点要面对的问题:1.数据问题,主要是指类似于动力参数等的岩土勘察数据;2.界面问题,这是指岩层地质结构勘测时的界面划分;3.形态问题,包括岩层中物体形态、地址形态、界面形态等等内容;4.有效的地质状况勘测,这一点是岩土工程的重点内容,是技术使用促进工程发展的关键,实际地质状况的有效了解是确保工程逐步前进的支撑,更是保障工程质量的着力点[2]。
        三、工程物探技术在岩土工程中的具体应用
        (一)检测岩土工程
        工程物探技术有着先进的剪切波和声波波速测试,这正是岩土工程开展的所需内容,是对岩石检测的有效方式。剪切波的测试方法主要是单孔法、跨孔法、面波法,其中单孔法应用要满足以下几点要求:1.所用测试孔需要确保垂直;2.测试操作的人员要具备过硬的专业技能,测试点的放置要求是1-3m范围设置一点,且要依据提前预设好的计划自上而下的进行;3.剪切波测试过程中传感器要确保置于单孔内一定深度,并且要做好固定工作,打击操作针对木板纵轴两端,记录范围是极性相反的两组剪切波速度;4.整体剪切波速度的测试完成以后,需要对相关检测点通过充分测试,目的是保证综合检测结果的精准性。声波波速测试与剪切波有一定区别,声波属于高频弹性纵波,检测工作需要注意它在岩层中的传播特性,做到严谨与细致,测试方式的选择和仪器设备的使用都要有效控制,才能确保结果的精确性和对整体岩土工程的促进作用。
        (二)控制岩土工程质量
        岩土工程本身开展的困难和问题就十分复杂多变,工程物探技术虽然先进但是也不能掉以轻心,在岩土工程中的应用要提供全面详细的工程质量资料,这能够促进解决工程中的施工问题,有效帮助提高质量与效率。与此同时,工程物探技术在岩土工程的具体应用过程中,抽样的方式提高了工程检测的质量,并且大面积地进行检测提高了岩土工程的整体效率,对工程安全和成本控制来说有了一个非常良好的促进作用,确保了经济效益社会效益的稳定性。
        (三)岩土工程相关勘察
        前期勘测工作是确保岩土工程顺利开展的关键,更是保障整个工程顺利完工的重要组成因素。而工程物探技术是岩土工程前期勘测工作进行的技术保障,工程物探技术能够对岩土层空间进行有效的土质特性分析和地质信息采集,不仅直接提高了岩土工程前期勘测工作质量,更是保证了勘测数据和结果的准确性,对于工程的开展和进行来说是重要的基础保障条件。除此之外,岩土工程自身勘察技术与工程物探技术的有机结合促进了双方之间的技术提升,让岩土工程施工中所有相关勘察工作都有效地增强了技术保障,对于一些潜在工程困难和岩层问题有了更深入地了解,从而促进了问题解决计划的有效制定和顺利执行,可谓是直接保障了工程的整体质量。同时,工程物探技术能够对所有基本勘测信息进行综合分析与总结,对岩土工程来说是勘察工作提高质量与效率的重点[3]。


        (四)通过岩土工程应用促进提高技术水平
        工程物探技术在岩土工程中有着独特的技术优势,主要是其在应用过程中不会因为对岩土空间的勘察而造成周边生态环境影响,勘探测量时基本不会破坏周围自然环境,同时也对勘探对象进行了有效地保护,保证了勘探结果的科学与严谨,并且没有对工程的成本造成影响,这也是工程物探技术为何会在岩土工程中得以广泛应用的原因。工程物探技术虽然对环境保护有一定的价值,但在岩土工程的应用中存在一些需要改进的地方,具体如下:1.在岩土工程的应用过程中,操作人员要依据实际的环境情况选择合适的应用技术项目,确保与岩土工程技术的融合性和对工程项目的保护性;2.单独采用一种勘探技术无法确保勘察结果的全面性,所以要注意试验和采取多样技术结合,从而保证勘探数据的精准度;3.工程物探技术的使用中需要对剖面合理布置;4.相关施工操作人员要注意地质理论与技术使用的融合性,加强工程各环节和负责人之间的沟通,避免出现矛盾和难以解决的困难。
        (五)地质形态等的具体掌握
        工程物探技术在岩土工程中的应用促进了工程深入掌握地质空间形态。首先,通过使用工程物探技术避免了岩土工程开展时的决策预判失误,对岩层空间内部的地下水、隐性滑动面、结构组成等有了清晰了解,岩层中不同的特点、厚度、形状等有了更为清晰的画面;其次,工程物探技术中弹性波、密实度、电磁波速等的勘探提高了对比分析的精确性,对于岩土层空间内部的缝隙、裂痕等情况有了更加可靠的掌握,确保了岩土工程在后期施工中进行有效填缝处理,保障施工面的密实度与牢固性;最后,工程物探技术对岩土地下物质形态、界面布局、不明物体埋藏深度等有了更深的了解,对岩层空间中颗粒沙土、填充物等有了更清晰的掌握。
        四、探索工程物探技术在岩土工程中的应用前景
        (一)地震波层析成像技术的发展
        从工程物探技术的发展前景角度来说,地震波层析成像技术是其重要内容,对浅层地震层的成像分析技术能够促进深度发展浅层地震仪研发。距离地表最近的风化层和地表物体不会对地震波成像造成太大影响,这是地质学说理论,也是工程物探技术中地质剖面测试进行时钻探方式的应用原理。当今社会市场经济不断增长科技更新换代飞速,电缆与井深的变化对地震波成像技术剖面深度也形成了一定影响,所说工程物探技术在未来的发展中十分有必要依据现实情况进行相应改进与创新,从而拓展应用范围和提高技术水平,促使地震波层析成像技术推动浅层地震仪的普及与实用,进而确保工程物探技术发展前景的广阔性。
        (二)隧道地震勘测应用
        当前我国道路桥梁工程发展迅速,隧道挖掘是道路开拓工程的重点组成内容,隧道地震勘测是道路隧道挖掘的重要工作。隧道地震勘测技术通过深度偏移成像原理的应用对隧道工程提供了精确性更高的距离检测、适用范围勘察、精度测试等,这对于工程物探技术的前景发展来说是促进其进一步研发应用的重要领域。工程物探技术在这一方面的发展有以下几点优势:1.帮助隧道工程深度了解地质特点和岩层分布,提高工程挖掘的安全性;2.对饱水带、溶洞等特殊地质构造的环境进行精确的勘察与检测,提高人工干预勘察的测试精准度,从而提高隧道工程的牢固性;3.对隧道地震勘测提供科学的成像技术分析,保障后期投入使用之后的安全与可靠,提高工程经济效益和社会效益。由此一来,工程物探技术在今后的发展中可谓是具有十分重要的价值[4]。
        (三)地质雷达
        就当前的工程物探技术发展状况来说,地质雷达的应用已经十分广泛,但是受科技的局限,仍然存在一些不足和问题。首先,鉴于地下岩层结构的复杂性和电磁波频率的上升,在地下岩土结构空间内电磁波的衰减速度逐渐加大,所以说如何在不改变地质雷达体积大小的情况下,对其测试距离与精确度进行更高标准的提升是工程物探技术前景发展的关键,与此同时要确保的是核心技术的不变;其次,地质结构中存在的金属物质会造成雷达波的不稳定,地表下岩层空间的精准勘察需要解决金属物质对雷达波信号的影响问题,通过提高地质雷达的抗干扰能力确保形态勘察、界面勘察等的高质量,从而得到更精确、清晰、可靠的参数与画面。因此,工程物探技术的下一步发展需要研究钻探、地质概况、雷达技术等的多方面融合,搭建全面而又完整的地球物理模型,从而有效提高工程物探技术的可靠性与科学性,促进实现对自然地质结构的深度了解,保障工程物探技术应有广阔的发展前景。
        结语:总而言之,工程物探技术在岩土工程中的应用十分广泛,技术的先进性提高了工程开展的可靠性和安全性,促进了对岩土、岩石等结构、质量的深入了解和掌握,在一定程度上提高了岩土工程的质量。工程物探技术在今后的发展前景非常可观,地震波层析成像技术、隧道地震勘测、地质雷达等都是该技术的有效应用领域,对于国家的发展而言有着积极的推动作用,同时更是有助于增强国家各项工程施工的质量和效率,保障国家技术发展的综合实力提升。
        参考文献:
        [1]卜志伟.岩土工程中工程物探技术的应用分析[J].中国新技术新产品,2019,23:109-110.
        [2]徐昌革.工程物探技术在岩土工程中的应用解析[J].科技风,2018,36:115.
        [3]杨甦.物探技术在岩土工程勘察中的应用及前景探析[J].安徽建筑,2019,2610:107+154.
        [4]邹国政.试论工程物探技术在高速公路工程勘查中的应用[J].山东工业技术,2016,24:115.
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