常用的工程地質(zhì)勘探方法?摘要：本文詳細(xì)介紹了常用的工程地質(zhì)勘探方法，包括地質(zhì)測繪、物探、鉆探、原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)等。闡述了各方法的原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)以及實(shí)施過程中的要點(diǎn)，旨在為工程建設(shè)中準(zhǔn)確獲取地質(zhì)信息、合理評價(jià)工程地質(zhì)條件提供全面的指導(dǎo)，確保工程的安全與穩(wěn)定。

一、引言工程地質(zhì)勘探是查明工程建設(shè)地區(qū)地質(zhì)條件的重要手段，其成果對于工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營等階段都具有關(guān)鍵意義。通過各種勘探方法的綜合應(yīng)用，可以獲取有關(guān)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等方面的詳細(xì)信息，為工程決策提供科學(xué)依據(jù)。

二、地質(zhì)測繪（一）原理地質(zhì)測繪是指對與工程建設(shè)有關(guān)的各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，并填繪在地形圖上，從而推斷和分析場地的工程地質(zhì)條件。它通過直接觀察地質(zhì)體的露頭形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石性質(zhì)等，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，對場地的地質(zhì)情況進(jìn)行全面了解。

（二）適用范圍廣泛應(yīng)用于各類工程的前期勘察階段，尤其適用于大面積場地的初步地質(zhì)調(diào)查，可快速了解區(qū)域地質(zhì)背景、地形地貌與地質(zhì)體的關(guān)系等。

（三）優(yōu)缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)能直觀地反映場地的宏觀地質(zhì)特征，為后續(xù)勘探工作提供總體框架和線索。成本相對較低，工作效率較高，可在較短時(shí)間內(nèi)獲取大量地質(zhì)信息。2.缺點(diǎn)對深部地質(zhì)情況的了解有限，只能基于地表露頭進(jìn)行推斷。對于一些隱蔽的地質(zhì)現(xiàn)象可能難以準(zhǔn)確識別和判斷。

（四）實(shí)施要點(diǎn)1.測繪人員應(yīng)具備扎實(shí)的地質(zhì)專業(yè)知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2.選擇合適的比例尺，一般根據(jù)工程規(guī)模和地質(zhì)條件復(fù)雜程度確定，比例尺越大，反映的地質(zhì)信息越詳細(xì)。3.野外工作時(shí)要仔細(xì)觀察地質(zhì)現(xiàn)象，做好記錄和素描，必要時(shí)拍照留存。4.結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，確保測繪成果的準(zhǔn)確性和可靠性。

三、物探（一）原理物探是指通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件。其依據(jù)是不同地質(zhì)體之間存在著物理性質(zhì)差異，如密度、磁性、電性、彈性等，通過儀器測量這些物理性質(zhì)的變化，推斷地下地質(zhì)體的分布情況。

（二）常用方法及適用范圍1.電法勘探原理：以巖石的電學(xué)性質(zhì)（如電阻率）差異為基礎(chǔ)，通過施加電場，測量電場分布來推斷地下地質(zhì)體的分布。適用范圍：適用于探測地下含水層、斷層破碎帶、巖溶發(fā)育區(qū)等，尤其在尋找地下水資源和確定基巖埋深方面應(yīng)用廣泛。2.地震勘探原理：利用人工激發(fā)的地震波在地下介質(zhì)中的傳播特性，通過接收地震波的反射、折射等信息來確定地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造。適用范圍：可用于探測深部地層結(jié)構(gòu)、查明隱伏斷層、確定覆蓋層厚度等，在石油勘探、工程場地穩(wěn)定性評價(jià)等方面有重要應(yīng)用。3.重力勘探原理：基于地球重力場的變化，不同地質(zhì)體由于密度差異會引起重力異常，通過測量重力異常來推斷地下地質(zhì)體的分布。適用范圍：主要用于研究地殼深部構(gòu)造、尋找深部金屬礦等，在工程領(lǐng)域可用于探測隱伏的地質(zhì)構(gòu)造和地下空洞等。4.磁法勘探原理：利用巖石和礦石的磁性差異，通過測量磁場變化來發(fā)現(xiàn)磁性地質(zhì)體。適用范圍：常用于尋找磁性礦體、確定地質(zhì)構(gòu)造的磁性邊界等，在工程中可用于探測含鐵磁性礦物的地層或地質(zhì)構(gòu)造。

（三）優(yōu)缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)能快速、大面積地探測地下地質(zhì)情況，獲取深部地質(zhì)信息。非侵入性或微侵入性，對場地破壞較小。2.缺點(diǎn)地質(zhì)解釋具有多解性，需要結(jié)合其他方法綜合判斷。探測結(jié)果受多種因素影響，精度有時(shí)難以滿足工程要求。

（四）實(shí)施要點(diǎn)1.根據(jù)工程地質(zhì)條件和勘探目的選擇合適的物探方法。2.布置物探測線和測點(diǎn)時(shí)要考慮地質(zhì)體的分布規(guī)律和可能的異常范圍，確保探測效果。3.嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行測量，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。4.對物探成果進(jìn)行認(rèn)真分析和解釋，結(jié)合地質(zhì)測繪等資料，得出合理的地質(zhì)推斷。

四、鉆探（一）原理鉆探是指利用深部鉆探的機(jī)械工程技術(shù)，以開采地底或者海底自然資源，或者采取地層的剖面實(shí)況，擷取實(shí)體樣本，以提供實(shí)驗(yàn)以取得相關(guān)數(shù)據(jù)資料等。通過鉆機(jī)在地面鉆孔，取出巖芯或土樣，直觀地了解地下地層的巖性、分層情況等。

（二）適用范圍鉆探適用于各種工程地質(zhì)勘察，可獲取深部地層的詳細(xì)信息，如巖石的抗壓強(qiáng)度、土層的物理力學(xué)性質(zhì)等，是工程地質(zhì)勘察中獲取地下實(shí)物資料的重要手段。

（三）優(yōu)缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)能直接從鉆孔中取出巖芯或土樣，直觀地觀察地層巖性和結(jié)構(gòu)。可以準(zhǔn)確確定地層分層，獲取各層巖土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。2.缺點(diǎn)成本較高，效率相對較低，尤其是在深層鉆探時(shí)。對場地有一定的擾動(dòng)，可能影響周圍土體的性質(zhì)。

（四）實(shí)施要點(diǎn)1.根據(jù)工程需要選擇合適的鉆探設(shè)備和鉆進(jìn)方法，如回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊鉆進(jìn)等。2.控制鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)參數(shù)，確保巖芯的完整性和采取率。3.做好鉆孔記錄，包括鉆進(jìn)過程中的各種現(xiàn)象、巖芯描述等。4.及時(shí)對取出的巖芯和土樣進(jìn)行妥善保存和標(biāo)識，以便后續(xù)試驗(yàn)分析。

五、原位測試（一）靜力觸探試驗(yàn)1.原理通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭勻速壓入土中，測定探頭所受的貫入阻力，以此來判斷土的力學(xué)性質(zhì)。2.適用范圍適用于粘性土、粉土和砂土等土層，可用于劃分土層、估算土的承載力、壓縮性等。3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：測試過程連續(xù)、快速，能較準(zhǔn)確地反映土層的變化情況。缺點(diǎn)：對較硬的土層貫入困難，測試深度有限。4.實(shí)施要點(diǎn)保持探頭勻速貫入，控制貫入速度在規(guī)定范圍內(nèi)。定期對探頭進(jìn)行率定，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（二）動(dòng)力觸探試驗(yàn)1.原理利用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度自由落下，將探頭打入土中，根據(jù)打入土中的難易程度來判斷土的性質(zhì)。2.適用范圍可用于粘性土、粉土、砂土和碎石土等，尤其適用于淺層地基土的勘察。3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便，能快速提供土層的大致性質(zhì)。缺點(diǎn)：測試結(jié)果受人為因素影響較大，精度相對較低。4.實(shí)施要點(diǎn)保證落錘的自由下落高度和質(zhì)量符合要求。記錄每貫入一定深度的錘擊數(shù)，準(zhǔn)確描述土層變化情況。

（三）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)1.原理將質(zhì)量為63.5kg的穿心錘，以76cm的落距自由下落，先將貫入器打入土中15cm，然后記錄再打入土中30cm的錘擊數(shù)，以此判斷土的工程性質(zhì)。2.適用范圍廣泛應(yīng)用于砂土、粉土和一般粘性土的工程地質(zhì)勘察，可用于評定土的密實(shí)度、估算土的承載力等。3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)備簡單，操作方便，成果應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：對試驗(yàn)人員的操作要求較高，試驗(yàn)結(jié)果可能存在一定誤差。4.實(shí)施要點(diǎn)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)操作規(guī)程進(jìn)行操作，確保錘擊數(shù)記錄準(zhǔn)確。注意鉆桿的垂直度，避免因鉆桿傾斜影響試驗(yàn)結(jié)果。

（四）旁壓試驗(yàn)1.原理通過旁壓器在豎直的鉆孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，從而對周圍土體產(chǎn)生徑向壓力，測量土體的變形，進(jìn)而確定土體的力學(xué)性質(zhì)。2.適用范圍適用于粘性土、粉土、砂土和碎石土等，可用于測定地基土的水平基床系數(shù)、估算地基土的承載力等。3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能較好地模擬土體的實(shí)際受力狀態(tài)，測試結(jié)果較為可靠。缺點(diǎn)：設(shè)備相對復(fù)雜，成本較高，測試深度有限。4.實(shí)施要點(diǎn)確保鉆孔的垂直度和孔徑符合要求，以便旁壓器順利下放。控制加壓速率和穩(wěn)定時(shí)間，準(zhǔn)確記錄壓力和變形數(shù)據(jù)。

六、室內(nèi)試驗(yàn)（一）巖土物理性質(zhì)試驗(yàn)1.顆粒分析試驗(yàn)?zāi)康模捍_定土的顆粒大小分布情況，為土的分類和工程性質(zhì)評價(jià)提供依據(jù)。方法：常用的有篩分法和沉降法，分別適用于不同粒徑范圍的土。2.含水量試驗(yàn)?zāi)康模簻y定土的含水量，了解土的干濕狀態(tài)，對土的壓實(shí)性等性質(zhì)有重要影響。方法：常用的有烘干法、酒精燃燒法等。3.密度試驗(yàn)?zāi)康模簻y定土的密度，包括天然密度、干密度和飽和密度等，用于計(jì)算土的其他物理力學(xué)指標(biāo)。方法：環(huán)刀法、蠟封法等。

（二）巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)1.壓縮試驗(yàn)?zāi)康模簻y定土在側(cè)限條件下的壓縮性，計(jì)算壓縮系數(shù)、壓縮模量等指標(biāo)，評估地基土的壓縮變形特性。方法：通過對土樣施加垂直壓力，測量土樣的壓縮變形量。2.剪切試驗(yàn)?zāi)康模簻y定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，包括粘聚力和內(nèi)摩擦角，為工程穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。方法：分為直剪試驗(yàn)和三軸剪切試驗(yàn)，直剪試驗(yàn)設(shè)備簡單，操作方便；三軸剪切試驗(yàn)?zāi)芨鎸?shí)地模擬土體的受力狀態(tài)。3.固結(jié)試驗(yàn)?zāi)康模貉芯客恋墓探Y(jié)特性，計(jì)算固結(jié)系數(shù)等指標(biāo)，了解土在長期壓力作用下的壓縮變形規(guī)律。方法：對土樣施加各級壓力，使其排水固結(jié)，測量孔隙水壓力和壓縮變形量隨時(shí)間的變化。

七、勘探方法的綜合應(yīng)用在實(shí)際工程地質(zhì)勘探中，單一的勘探方法往往難以滿足全面準(zhǔn)確了解地質(zhì)條件的要求，因此需要綜合應(yīng)用多種勘探方法。地質(zhì)測繪可提供宏觀的地質(zhì)框架，物探能快速獲取深部地質(zhì)信息并圈定可能的異常區(qū)域，鉆探則直接獲取地下實(shí)物樣本進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)分析，原位測試可在現(xiàn)場測定巖土的力學(xué)性質(zhì)。通過各方法的相互配合、相互驗(yàn)證，才能得出準(zhǔn)確可靠的工程地質(zhì)勘察成果，為工程建設(shè)提供科學(xué)合理的依據(jù)，確保工程的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定。

例如，在高層建筑的工程地質(zhì)勘察中，首先進(jìn)行地質(zhì)測繪，了解場地的地形地貌、地層分布的大致情況。然后采用物探方法，如電法勘探確定地下含水層和基巖的大致位置，地震勘探查明深部地層結(jié)構(gòu)和可能存在的斷裂構(gòu)造。接著布置鉆探孔，獲取巖芯和土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，同時(shí)在鉆孔內(nèi)進(jìn)行原位測試，如標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等，進(jìn)一步確定土層的力學(xué)性質(zhì)。最后將各方面的成果進(jìn)行綜合分析，評價(jià)場地的工程地質(zhì)條件，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

八、結(jié)論常用的工程地質(zhì)勘探方法各有其特點(diǎn)和適用范圍，在工程建設(shè)的不同階段發(fā)揮著重