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岩土工程中工程物探技术的应用探析
摘要:岩土工程是现代工程领域的重要分支之一。为有效地建设岩土工程项目,技术人员应当准确了解地下情况特别是地质结构的变化,因此,在岩土工程中,工程物探技术被广泛采用,为相关工作者提供了关键的地质、工程信息,为工程设计和施工提供了依据。本文将探讨岩土工程中常用的物探技术,并详细分析其在岩土工程中的应用。
关键词:岩土工程;工程物探技术;勘察
一、岩土工程中常用物探技术
(一)地质雷达勘探技术
地质雷达勘探技术是一种非破坏性的地下勘探方法,在岩土工程中得到广泛应用,该技术利用电磁波的传播、反射特性,通过发送电磁波并接收反射信号,获取地下结构的信息,具有分辨率高、勘探速度快、覆盖面广等优点,能够提供有关土壤和岩石层位分布、地下水位、空洞和夹层的地质信息。
在岩土工程中,地质雷达勘探技术可帮助工程师全面了解工程区域的地质特征。通过分析地质雷达勘探的数据,可确定地下介质的变化、不同岩土层的边界以及地下构造的分布规律,这些信息对于工程设计和施工具有重要的指导作用。
例如,在基础工程中,地质雷达勘探技术可帮助技术人员确定基坑的边界和地下水位,预测地下空洞和夹层的存在,从而避免基坑开挖过程中的地质灾害和不稳定因素;在地下管线敷设中,地质雷达勘探技术可提供管线周围地质结构的信息,预测地下障碍物的存在,为管线的选址和施工提供准确的依据。
(二)CT物探技术
CT物探技术是一种基于X射线的成像技术,在岩土工程中发挥着重要作用。该技术通过扫描和重建功能,可获取岩土体内部的密度、结构信息。CT物探技术的原理是利用X射线的吸收特性,测量不同方向上的射线透射强度,得到岩土体内部的密度分布情况。
在岩土工程中,CT物探技术多被应用于分析岩石的物理性质、孔隙结构和裂隙分布。通过对CT扫描图像实施分析,可获取岩土体的三维模型,并进一步评估其力学性质和稳定性[1]。例如,可通过CT扫描图像来确定岩石的密度分布,进而计算其孔隙度和饱和度,评估岩土体的稳定性。
此外,CT物探技术还可用于检测地下隐患和评估工程质量。通过对施工过程中的岩土体进行CT扫描,可实时监测地下情况和岩土体的变化,及时发现地质灾害隐患和工程质量问题,采取相应的措施进行修复和改进。
二、岩土工程中工程物探技术的应用分析
(一)分析岩土工程勘查特征
岩土工程勘查是确保工程设计和施工质量的重要环节。实际操作中,技术人员可综合应用上文提到的两种不同的技术,实现对岩土体地下结构的全面了解。值得说明的是,在工程现场,受到多种环境因素的影响,技术人员往往会检测到多种不同的土壤介质,因此需要结合土壤介质的实际情况,选择合适的技术方法。举例而言,针对“岩土剖面勘探”这一项工作,由于其相较于常规的地质环境有着一定的特殊性,如分布面以条纹形式为主、扩展性好,等等,技术人员应采用有针对性的技术方法;通常情况下,在巷道运营过程中,工程荷载会逐渐变小,对处理沉降不均匀问题提出了严格的要求,基于此,在岩土工程勘查阶段,也应针对现场的多种因素做好分析工作,选择最为合适的物探技术完成作业。
(二)划分地质界面类型
物探技术可帮助工程师准确划分地质界面的类型,明确其分布规律,为工程设计和施工提供可靠的依据。实际操作中,可借助物探技术明确地下结构特征,通常情况下,可将地下结构归纳为地壳表层、浅层、中层与深层四个不同的层次,依照水平方式对这些结构实施划分,结合环境条件特征,评估地质界面的评级[2]。
通过对地质界面进行准确定位和划分,工程师可针对不同类型的地质界面采取相应的处理措施。例如,在设计坡面工程时,准确划分岩土层的边界可帮助工程师确定坡面的稳定性,选择正确的分析方法,制定合理的参数;在隧道工程中,对地下介质的界面分布形成准确认识,可为隧道的稳定性评估和支护设计提供依据。
此外,准确划分地质界面类型,对保障岩土工程施工安全也具有重要的意义。在施工过程中,对地质界面处理方法的选择,直接影响工程的安全性和质量。通过物探技术的应用,工程师可实时监测地下界面的变化,并及时采取相应的施工措施,提高施工效率和质量。
(三)勘察岩石层形态结构
在岩土工程中,位于地质表层下的岩石层,常会在外力、地下水等多种因素的影响下,出现断裂、褶皱等多种不同的形态结构,对工程施工的稳定性产生一定的影响作用。而对物探技术的合理应用,可为工程师提供岩石层几何形态、分布规律以及孔隙特征等信息,方便工程师进行合理的施工决策。举例而言,在实际施工中,若监测到工程现场出现了岩石堆叠的情况,应分析其成因,如若该现象是由当地的山脉地形因素造成,有必要对工程方案实施一定的调整,避免影响施工人员的安全。
(四)进行质量检测
物探技术在岩土工程中还可用于进行工程质量的检测和评估。如,可使用地质雷达勘探技术,监测工程施工过程中的地下情况,通过监测地下介质的变化和岩土体的位移,及时发现地下水渗漏、地层位移等问题,方便技术人员调整施工方案;此外,也可借助CT物探技术,对施工后的岩土体进行扫描,并与设计阶段的CT数据进行对比分析,了解岩土体的变化情况,及时发现潜在的质量问题。
以某位于丘陵、海积阶地区域的岩土工程为例,在质量检测中,技术人员使用常规检测方法进行检测,无法得到准确的数据信息,为工程质量评估造成不便。基于此,使用地质雷达勘探技术对该区域进行检测,通过分析电磁波的反射信号,明确该工程区域内有一施工位置并未达到规定的地基深度,对工程结构的稳定性造成影响。此后,施工单位进行了补救工作,再次检测后发现工程质量符合要求,这体现了物探技术在岩土工程质量检测方面的应用价值。
(五)进行参数勘探
在岩土工程中,进行参数勘探,也有利于保证施工质量。实际应用中,物探技术可为技术人员提供岩土体的物理参数,如密度、孔隙度、饱和度等,方便技术人员评估工程设计的合理性和施工过程的可行性。例如,可借助地质雷达勘探技术,获取地下介质的介电常数和电导率,这些信息可帮助工程师确定岩土体的物理参数,并为工程设计提供依据。
结语
总而言之,工程物探技术在岩土工程中的应用,对于工程设计和施工具有重要意义。通过综合应用本文提到的技术,可获取地下结构的信息,分析岩土体的特征和性质,并为工程设计和施工过程提供可靠的依据。在此后的工作中,岩土工程中的工程物探技术还有待进一步的发展和完善,以满足工程的需求,并为岩土工程领域的发展做出更大的贡献。
参考文献
[1]杨菲菲.综合物探技术在岩土工程勘探中的应用探讨[J].西部资源,2022(04):87-89.
[2]侯智源.关于工程物探技术在岩土工程勘察中的应用探讨[J].世界有色金属,2021(19):233-234.
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