岩溶地区路基土洞勘察方法适宜性研究_论文发表

【摘要】通过地球物理勘探技术（高密度电法、浅层地震法、地质雷达等）在浅层土洞勘察中的运用，对其适宜性进行了研究，结果表明：高密度电法不适宜探测浅层土洞；浅层地震反射法不适宜探测浅层土洞；地质雷达探测方法适宜探测浅层土洞。
　　关键词：岩溶；土洞；勘察方法；适宜性
　　1引言
　　岩溶土洞的存在是工程建设中可诱发地质灾害的重要因素，有的在施工过程中被发现后得到及时处理，有的在工程投入使用后引起地面沉陷、基础失稳或地面塌陷，严重威胁岩溶区公路运行安全。因此，对土洞的探测具有十分重大的意义。所以，对于岩溶地区路基土洞勘察方法适宜性研究同样是非常重要的。
　　2岩溶路基土洞地球物理勘察的方法
　　2.1高密度电法及原理
　　高密度电法是在同一测点上逐次增大供电距离，使勘探深度由小逐渐加深，于是可观测到测点处沿深度方向上由浅至深的视电阻率的变化规律。通过对反映地电断面变化的电测深ρ曲线的分析，可以了解深度方向上地质剖面的特征。最常用的是对称四极装置，另外，有三极测深法、五极纵轴测深法、环形测深法等。
　　2.2浅层地震法及原理
　　浅层地震利用人工激发或捶击的地震波在弹性介质不同的地层内传播规律，研究与岩土工程有关的地质、构造、岩土体的物理力学特性，并对工程场地与人工建筑物的适应性进行评价的一种工程地球物理勘探方法。是通过测量地震波(弹性波)在地下介质中的传播速度的方法来达到探测目的的。由于不同类型岩(土)具有不同的弹性特征(速度、密度)，当地震波通过岩层(土层)分界面时，将产生反射、折射，并且有纵波、横波和面波等之分，这些不同类型的波具有不同的传播速度、途径、频率和强度，用仪器和计算机可以记录、分析各种波的传播时间和波形特征，从而实现下伏地层层面的划分。正常地段反射波同相轴连续，反映基岩层位起伏变化；异常地段反射波不连续，波形紊乱，产生绕射波，层面下陷，解释为溶沟、溶槽。
　　2.3地质雷达及原理
　　地质雷达（GeologicalRadar）又称探地雷达（GroundPenetratingRadar），其工作原理是利用土层、岩石和土洞等对探地电磁波反射的差异，通过分析地面接收到的反射信号的旅行时间、波形和反射波谱特征等差异，来确定土洞等。电磁波脉冲由发射天线发出，被地下介质界面（或埋藏物）反射，由接收天线接收，然后计算出反射体的形态和空间位置。
　　3某高速公路路基土洞勘察实例分析
　　本项目依托工程为粤境北某高速公路的某标段，该段穿过峰丛洼地、峰丛谷地，岩溶十分发育，土洞密布，甚至产生地面塌陷，威胁着现场施工及今后的行车安全。为了消除隐患，受业主委托对该路段进行地球物理探测试验研究。具体方法是：对同一路段，用上述三种不同的物探方法分别划出土洞可能分布的范围，并布设钻孔进行土洞的钻探验证，再对各勘探方法所得到的结果进行对比分析，以期找到一种准确、快速、经济的土洞探测方法或方法组合。
　　3.1高密度电法有效性分析及可能存在的问题
　　充水或充泥土洞：由于充水或充泥土洞与粘土的电阻率差异很小；对充气土洞：虽然空气与粘土之间存在明显的电阻率差异，但是电阻率法只对高阻中的低阻不均匀体敏感，而对低阻中的高阻不均匀体不敏感。特别是由于绕流现象，电阻率差异很小。另外，由于电阻率法属于体积勘探方法，供电极之间的所有介质都对测量结果有影响，通过加密测量点也不能提高其分辨率。因此，高密度电法不适宜探测埋藏浅（＜10m）、规模小（＜3m）的土洞。
　　3.2浅层地震法有效性分析及可能存在的问题
　　地震波场十分复杂，除了有反射波以外，还有沿地面传播的地滚波（直达波）、声波、面波、折射波。特别是在近炮点处，直达波、声波、面波和浅层反射波混在一起，反射波无法拾取。因此，深度