- 相關推薦
物探方法在漯駐高速公路建設中的應用試驗
1 前言近年來我國高速公路建設發展迅速，公路工程質量檢測技術也隨之發展。傳統的鉆探取芯、開挖取樣檢測手段不但效率低，代表性差，成本高，而且具有破壞性。目前世界各國都在發展快速、高效、經濟、簡便的工程量無損檢測技術。為此在漯河至駐馬店高速公路建設中進行了淺層地震反射法、瑞雷面波法及地質雷達法的聯合檢測試驗，旨在檢測地下異常體（如：軟基、洞穴等）、路基土碾壓密度等。為進行現場實時質量監控尋找有效地無損檢測手段，經具體實施和驗證，取得了比較滿意的效果。
2 檢測原理
淺層地震反射法是根據地下介質的波組抗差異，利用縱波勘探的一種人工地震探測方法。回填土與原狀土，洞穴與圍土等之間均存在明顯的物性差異，具有較好地震地質條件。該法主要用于檢測地下異常體（如洞穴、回填土疏松體）、淺層土質縱橫向變化與分層等。
瑞雷面波法是根據地下介質的物性差異，利用瑞雷面波勘探的一種人工地震勘探方法，瑞雷面波具有能量大、衰減慢、在不同介質中其傳播速度差異較大的特點。瑞雷而波在傳播過程中遇到密度變化或介質異常體時，就會出現頻散現象，速度突然變化，在頻散曲線上出現突變。該法可用于檢測地下異常體及路基碾壓密度的變化情況。
地質雷達是根據地下介質的電性差異，利用電磁波檢測地下異常體或路基分層的一種快速無損檢測方法。天線中心頻率不同，其探測深度及分辨率也不同，可根據實際需要選擇不同頻率天線。地下異常體與圍土、路基土碾壓前后電性差異變化，為地質雷達檢測提供了前提條件。該方法可用于公路建設的全過程質量監控，具有快速、高效、準確、成本低、無破壞等優點。
3 檢測方法
3.1 淺層地震反射法
野外數據采集采用三次覆蓋觀測系統，其主要采集參數為
記錄道數：N=24道
道間距：dx=1.0m
偏移距：x0=9-14m
采樣間隔：dt=0.5ms
記錄長度：r1=500ms
激發方式：錘擊
室內資料處理、解釋流程（如圖1所示）。
3.2 瑞雷面波法
野外數據采集采用二次覆蓋觀測系統，其主要采集參數為：
記錄道數：N=24道
道間距：dx=1.0m
偏移距：dx0=5-7m
采樣間隔：dt=0.5ms
記錄長度：r1=500ms
激發方式：錘擊
3.3 地質雷達法
野外數據采集采用64次垂直疊加等偏移觀測，其主要參數為：
點間距：dx=0.5-1.0m
天線間距：x0=2.0m
記錄長度：r=200ms
記錄點數：mp=512、1024
天線頻率：fq=50、100MHz
4 檢測效果分析
在漯河至駐馬店高速公路建設中，我們根據實際需要，選取了三個試驗段，有針對性地選取淺層地震反射波法、瑞雷面波法、地質雷達進行了檢測試驗，并進行了開挖或取樣驗證，吻合較好。現將各種方法的檢測效果分析如下：
4.1 淺層地震反射法
本次主要用該方法對地下異常體的空間分布及埋藏深度進行了檢測，可以看到有兩處明顯異常體，其頂部埋深分別為6.6m和1.8m左右，沿測線方向的分布范圍為8m和7m左右，其波組特征為同相軸錯斷和呈眼球狀，異常2反射能量較異常1強，說明異常2與圍土間物性差異與異常1大，經開挖驗證，均為墓穴。
4.2 瑞雷面波法
首先，用該方法進行了面波速度檢測。該段剖面與上述淺層地震反射波法檢測的位置相同，異常2處面波速度明顯偏低，表明該處充填程度較差，與反射波法相吻合，異常1處表現不太明顯。
其次，用該方法對路基土碾壓過程中密實度的變化進行了實進檢測。常規碾壓后表層密實度仍存在不均勻性，密實度為91%的等值線在深度方向變化也較大，振沖碾壓后，表層密實度提高較大，密度度為91%的等值線明顯下移，在深度方向變化較平緩，表層密實度明顯增大，且較均勻。經人工取樣驗證，瑞雷面波法獲取的密實度較為準確，可見該法是一種無損檢測路基回填土密實度的新方法，在公路路基修建的過程中可進行實時質量監測具有推廣價值。
4.3 地質雷達法
地質雷達也可準確檢測地基含水量的變化情況。正常地基剖面同相軸均勻連續，當地基含水量較大時剖面上淺層波的頻率明顯提高，且同相軸出現錯為，反映其含水量明顯提高。經鉆孔取芯、十字板剪切試驗證明為軟基。需要進行有效處理。
在淺層地震反射法試驗地段也做了地質雷檢測剖面。異常1和異常2均有明顯顯示，異常2深部振蕩同相軸能量比異常1強，相位個數明顯增多，這與反射波法結果一致。另外在稍淺部門還發現了多處異常體，這是另外兩種方法解釋沒有發現的，經開挖驗證為厚度7—8的空洞。可見地質雷達在檢測地下異常體方面是簡便、快捷、效果好，且分辨率高。
5 結論
5.1 淺層地震反射法勘探能比較有效地尋找地下異常體的位置與埋深，勘探深度較大，但比地質雷達分辨率低，勘探周期長且投資大，用于配合工程地質進行路線天然地基勘查。
5.2 瑞雷面波法能獲取面波速度及物性參數，反演干容重和承載力等，其成果直觀可靠，是高速公路建設中值得研究推廣的實時無損監測新技術。
5.3 地質雷達對淺層異常體、介質分層、含水性檢測有較高的分辨率，且勘探周期短、效率高、成本低、效果較好。高速公路建設過程中進行無損檢測具有廣闊的應用前景。
5.4 各種物探方法相互配合，取長補短，是公路質量無損檢測技術的一個發展方向。
參考文獻
1 何樵登《地震勘探原理和方法》，地質出版社，1986
2 楊成林《瑞雷波勘探》，地質出版社，1993
3 王慶海《淺層地震勘探》，地質出版社，1991
4 李修忠等 地質雷達在高速公路建設中的應用，《河南交通科技》，Vo1.19，No4，1999
5 詹毅、李修忠等用連續小波變換分析探地雷達回波信號，《物探與化探》,Vo1.23，No6，1999
【物探方法在漯駐高速公路建設中的應用試驗】相關文章：
CAI在高中生物探究式教學模式中的應用08-07
土工格網在老路改造試驗段中的應用08-06
ERP在企業信息化建設中的成功應用08-05
實際期權方法及其應用08-05
黨員積分制考核在先進性建設中的應用探索08-12
高速公路機電系統防雷保護方法探討04-07
LFP-941跳合閘操作回路試驗方法08-06
LFP-941跳合閘操作回路試驗方法08-06