本文選自省級期刊《西部探礦工程》，《西部探礦工程》雜志為發(fā)展祖國的探礦科學(xué)技術(shù)，為西部大開發(fā)和國民經(jīng)濟建設(shè)，為廣大巖土鉆掘和礦業(yè)工程技術(shù)人員服務(wù)。主要讀者對象：地礦、冶金、有色、建材建設(shè)、核工業(yè)、環(huán)保建筑、水利水電、市政工程、交通、鐵路方面工程技術(shù)人員、教學(xué)、科研人員。
　　摘要：巖土工程技術(shù)作為一門綜合性很強的技術(shù)科目，在于解決和處理建設(shè)工程中與巖土介質(zhì)有關(guān)問題。是建設(shè)工程中很重要的一個環(huán)節(jié)。其勘察的意義跟地位政府非常的重視，并給予很高的期望，但是現(xiàn)在是中還是有一定差距的。本文筆者重點探討了巖土工程勘察的意義和新技術(shù)在巖土勘察中的運用。

　　關(guān)鍵詞：巖土工程,勘察的意義,新技術(shù)運用

　　一、巖土工程的定義

　　中國大百科全書定義為：“土木工程的一個分支，以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ)，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門技術(shù)科學(xué)。”專家定義為：“土木工程的一個分支，研究巖土體（水）作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料，必要時對其改良或治理的一門工程技術(shù)。”以上表述方法雖不完全一致，但主要方面是相似或相同的。表現(xiàn)在：第一巖土工程是土木工程的一個分支；第二研究對象是巖石和土，包括巖土中的水；第三是一門技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。

　　不同類型、不同規(guī)模的工程活動都會給地質(zhì)環(huán)境帶來不同程度的影響；反之不同的地質(zhì)條件又會給工程建設(shè)帶來不同的效應(yīng)。巖土工程勘察的目的主要是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑地區(qū)做出工程地質(zhì)評價。從而輔助建筑工程的順利實施。

　　二、巖土工程勘察的意義

　　隨著我國國民經(jīng)濟不斷高速發(fā)展，眾多基礎(chǔ)建設(shè)項日和現(xiàn)代化工程建筑不斷興建，基礎(chǔ)和基坑開挖深度越來越深。巖土工程勘察作業(yè)是工程建設(shè)的一項基礎(chǔ)性工作，是工程設(shè)計、施工的依據(jù)，其質(zhì)量的優(yōu)劣，對工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、工期和合理投資起著重要作用。采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設(shè)汁的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問題。由于工程項目行業(yè)類型，建筑工程重要性以及地基的復(fù)雜程度、工程地質(zhì)條件差異較大等因素，對具體工程項目的勘察要求也各不相同。對于巖土工程勘察而言，因勘察工作的特殊性，如野外作業(yè)時勘探測試工作大部分位于地下，具有較強的隱蔽性、專業(yè)性和特殊性。隨著人們對環(huán)保意識的重視，地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境的評價、廢棄物的衛(wèi)生填埋、土石文物的保護等等，都涉及復(fù)雜的環(huán)境巖土工程問題。工程建設(shè)前，進行巖土工程勘察，查明建設(shè)場地的地質(zhì)條件，對存在或可能存在的巖土工程問題提出解決方案，對存在的不良地質(zhì)作用提前采取防治措施�？梢杂行Х乐沟刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此，工程建設(shè)過程中，巖土工程勘察工作就顯得相當(dāng)重要的。

　　三、巖土工程勘察新技術(shù)的運用

　　巖土工程勘察是工程建筑中的一個重要步驟，是工程設(shè)計的先決條件。經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展，我國巖土工程勘察技術(shù)在探索中不斷進步，無論從勘查手段、勘探設(shè)備、勘察技術(shù)的數(shù)字化還是技術(shù)人員知識的廣度和深度等方面都取得了長足發(fā)展，巖土工程勘察是在地殼表層某一深度范圍內(nèi)進行的，因此須查明這一深度范圍內(nèi)巖土體的空間分布情況及其工程性質(zhì)以及地下水等條件。

　　1、多道瞬態(tài)面波勘探技術(shù)

　　多道瞬態(tài)面波勘探是近幾年快速發(fā)展起來的新技術(shù),在工程勘察中得到廣泛應(yīng)用.多道瞬態(tài)面波法(以下簡稱面波法)勘探是工程與環(huán)境地球物理勘察中一種新的淺層地震勘探方法,利用其頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性可以解決諸多工程地質(zhì)問題。常規(guī)的面波勘探只是一次采集一點的資料,而多道面波勘探技術(shù)則是通過連續(xù)的排列移動,同時收集面波資料和反射資料。處理的結(jié)果是一個剖面的信息。近幾年,隨著面波勘探中軟件和硬件的發(fā)展及面波勘探軟件技術(shù)理論的進一步完善,多道瞬態(tài)面波法越來越引起人們的重視。

　　(1)面波的主要特性

　　由于瞬態(tài)面波是在彈性分界面處基于波的干涉而產(chǎn)生,并且沿界面?zhèn)鞑?波動現(xiàn)象集中在界面附近的一種彈性波,其具有以下幾種主要特性:①面波在自由表面附近傳播時,質(zhì)點在波傳播方向的垂直平面內(nèi)振動,振幅隨深度呈指數(shù)函數(shù)急劇衰減,質(zhì)點的振動軌跡與波傳播的方向或反方向的橢圓軌道運動;②面波的水平和垂直振幅從彈性介質(zhì)的表面向內(nèi)部呈指數(shù)減小,大部分能量損失在二分之一波長的深度范圍內(nèi),這說明面波某一波長的波速主要與深度小于二分之一波長的地層物性有關(guān);③在多層介質(zhì)中,面波具有明顯的頻散特性。面波沿地面表層傳播,影響表層的深度約為一個波長,因此同一波長的面波的傳播特性反映了地質(zhì)條件在水平方向的變化情況,不同波長的面波的傳播特性反映著不同深度的地質(zhì)情況;④瑞雷波速度(VR)與橫波速度(VS)具有相關(guān)性,即瑞雷波速度主要與介質(zhì)的密度或介質(zhì)的松散度、緊密度有關(guān)。因此對密度差異較大的地區(qū)進行地層劃分方面有較好的分辯率。

　　(2)面波的勘探原理

　　面波探測技術(shù)的基本原理是:利用面波沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑?在多層介質(zhì)中相速度發(fā)生變化等特征。數(shù)據(jù)采集時,通過瞬態(tài)沖擊力作為震源激發(fā)面波,地表在脈沖荷載作用下產(chǎn)生波動。在離開震源稍遠處,用傳感器記錄面波的垂直分量,對記錄下來的面波信號做頻譜分析和處理,計算并繪制VR-Κ曲線,并將這種速度隨頻率變化的曲線稱為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與地質(zhì)條件和巖土介質(zhì)的結(jié)構(gòu)性狀(如地層厚度,波傳播速度等)存在著內(nèi)在聯(lián)系,分析、研究和利用這種內(nèi)在聯(lián)系,就可以達到探測地質(zhì)體的目的。根據(jù)面波勘探的上述特點,同時也考慮到面波勘探場地地層縱橫向變化因素較多,為了減少斜坡反射干擾,使面波資料能真實反映地面上某一點下面地層垂直變化情況。

　　2、數(shù)字化勘察技術(shù)

　�。�1）巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)

　　巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)是一個信息處理系統(tǒng)，主要任務(wù)是信息或數(shù)據(jù)分析及其作用在信息或數(shù)據(jù)之上的處理系統(tǒng)需求分析，為了明確地表達出用戶的數(shù)據(jù)要求，首先要使用面向問題的概念性數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)和信息建模。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫管理的實體主要包括文檔資料、圖形資料、地層、鉆孔等，巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫管理是巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項基礎(chǔ)性工作，巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)，是一個處理復(fù)雜、數(shù)據(jù)密集的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)從現(xiàn)實世界中實體的數(shù)據(jù)側(cè)面對數(shù)據(jù)對象與屬性及其關(guān)系進行模型的建立，才能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型。

　　（2）數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源包括：

　　第一，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。主要包括地形地貌圖和自然區(qū)劃圖。

　　第二，巖土工程勘察數(shù)據(jù)。主要有所研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料。各勘探點的所有信息（如地理、環(huán)境、土的物理力學(xué)指標等）。各類建筑場地的地層信息，比如年代、沉積相、液化等級等。數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要步驟有：①巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項基礎(chǔ)工作，是一個數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題。為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型，將與實體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來，僅從現(xiàn)實世界中實體的數(shù)據(jù)側(cè)面來建立模型即研究數(shù)據(jù)對象與屬性及其關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。②數(shù)據(jù)庫的建立與實現(xiàn)。巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類：用戶原始數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)，最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測點數(shù)據(jù)組成，而測點數(shù)據(jù)又由測點幾何屬性數(shù)據(jù)（位置）和測點信息屬性數(shù)據(jù)；中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據(jù)這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數(shù)據(jù)種類繁多，主要是根據(jù)用戶需要由中間數(shù)據(jù)生成，包括圖形資料和文檔資料。

　　3、多波列淺層地震勘察技術(shù)

　　多波列淺層地震勘探技術(shù)是一種新興的巖土原位測試勘察方法。充分利用了地震波傳播中產(chǎn)生的折射波、反射波、直達波、面波及轉(zhuǎn)換波特性，根據(jù)不同的勘察對象，可選擇采用其中一種波或綜合采用多種波進行解釋、推斷，使得淺層工程物探勘察手段能夠真正達到高精度、高分辨、定量化。近幾年來，由于引進了一些國外優(yōu)秀淺層地震儀及我國自行開發(fā)的大量智能化地震儀，使傳統(tǒng)的折射法、反射法地震勘探在巖土工程勘察中得到應(yīng)用和推廣尤其是我國自行研制的高分辨、高精度、智能型儀器--SWS-1&2型多波列數(shù)字圖象工程勘察與測試儀及其配套的先進數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)成功，使多波列淺層地震勘探技術(shù)在巖土工程勘察中嶄露頭角。

　　淺層高分辨反射波技術(shù)是利用橫波的波速低、波長短、分辨率高不受潛水面影響在不同介質(zhì)的分界面上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波等諸多優(yōu)點采用小道距，小偏移距共反射點多次迭加方法追蹤層位，并在數(shù)據(jù)處理中，進行巖土介質(zhì)速度掃描。

　　4、高密度地震圖像技術(shù)

　　高密度地震圖象技術(shù)是近兩年來隨著我國高新技術(shù)成果SWS--2型智能化多波列數(shù)字圖象工程勘察儀的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展起來的一種新興的勘察測試技術(shù)。它采用縱波反射法單點激震多點接收和數(shù)據(jù)連續(xù)快速采集與存儲以及相應(yīng)軟件支持的施測方法，使地下剖面經(jīng)彩色圖象表示出來。這種方法效率高，反映的地下地質(zhì)體形態(tài)逼真。該方法還彌補了地質(zhì)雷達不適應(yīng)低阻環(huán)境勘察的不足，獲得的彈性物理資料方便工程判釋。通過配備水上檢波裝置和水上沖擊震源，實現(xiàn)無氣泡效應(yīng)干擾、寬頻、快速和高密度采集，解決了多年來水上彈性波勘察中氣泡效應(yīng)嚴重干擾的困惑，為水上勘探增添了一種新技術(shù)，該勘察技術(shù)已在蘭州(中川)機場擴建工程不良地質(zhì)體勘察和跨海特大橋海上地質(zhì)勘察等工程得到了應(yīng)用。對縮短勘察周期、降低工程造價，提高勘察成果質(zhì)量做出了重大貢獻。

　　四、結(jié)束語

　　巖土工程勘察是各項工程設(shè)計與施工的基礎(chǔ)性工作，具有十分重要的意義。由于巖土工程的特殊性，許多時候無法采用直接、直觀的手段實現(xiàn)對地基巖土狀的調(diào)查和獲取其工程特性指標。這就要求有新技術(shù)的研發(fā)跟運用，降低工程中的成本，提高安全系數(shù)。最終確保工程建有效的運行。

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