岩溶地区路基土洞勘察方法适宜性研究_论文发表__墨水学术,论文发(2)

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10米以内或5米内可称为浅层地震反射法的盲区。尽管粘土与土洞存在明显的波阻抗差异，但用浅层地震反射法探测难以发现埋藏浅的土洞（10米以内）。其次，根据弹性波理论，当异常体的空间尺寸小于四分之一波长时，弹性波就会绕过异常体而不发生反射。在覆盖层中拾取的弹性波振动频率一般为60Hz左右，波的传播速度为1800m/s左右，波长为30米左右。空间尺寸小于10米的土洞难以发现。另外，浅层地震反射法的测点间距不可能很小，即使在高密度浅层地震反射法中，测点距也不会小于0.5米。如果以探测目标体上不少于20个反射点的原则来衡量，直径10米以下的土洞都不可能被完整地发现，即使以不少于5个反射点来衡量，直径3米以下的土洞也难以被发现。因此，浅层地震反射法不适宜用于探测埋藏浅（＜10m）、规模小（＜3m）的土洞。
　　3.3地质雷达法有效性分析及可能存在的问题
　　以土洞作为探测的目标体，它与围岩及其周围的土壤具有明显不同的介电性质。土洞如保存完好且未被地下水充盈时，表现为高电阻率特征；反之则表现为低电阻率特征。当土洞塌陷后，在洞内形成破碎、疏松的堆积物，与围岩的导电和介电性质同样具有差异，为地质雷达的高速采样及高分辨能力也为其提供了可能。因此，地质雷达是适宜探测埋藏浅（＜10m）、规模小（＜3m）的土洞。地质雷达能测定异常体的形态和空间位置，但不能判定异常体的性质。要根据现场的实际情况和地质结构，以及实际经验来判断。另外，地质雷达的探测深度受地表电阻率的影响很大，当地表干燥时，100MHz的工作天线的有效探测深度为10米；当地表潮湿时，探测深度只有5米，甚至更小。
　　4岩溶路基土洞物探勘察方法适宜性
　　通过野外试验研究，高密度电法、浅层地震法和地质雷达法等地球物探方法在路基以土洞作为探测的目标体中，土洞与周围的土壤具有明显不同的介电性质。土洞如保存完好且未被地下水充盈时，表现为高电阻率特征；反之则表现为低电阻率特征。当土洞塌陷后，在洞内形成破碎、疏松的堆积物，与围岩的导电和介电性质同样具有差异。因此，为物探方法提供了地球物理背景。
　　4.1地质雷达法
　　地质雷达以其精度高、效率高、成本低、成果直观的特点，是适宜探测浅埋藏小于10m、规模小（直径小于3m）的土洞。地质雷达具有轻便、快捷、经济的特点，同时所提供的资料图件为连续的平面和剖面形态，对土洞的分布范围、埋深、大小及连通情况一目了然，有效地发挥勘察工作对设计和施工的指导作用，取得了明显的经济效益和社会效益。
　　4.2高密度电法
　　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，但对探测埋深较大的溶洞有一定的适用性。
　　4.3浅层地震反射法
　　浅层地震反射法的测点间距不可能很小，即使在高密度浅层地震反射法中，测点距也不会小于0.5米。如果以探测目标体上不少于20个反射点的原则来衡量，直径10米以下的土洞都不可能被完整地发现，即使以不少于5个反射点来衡量，直径3米以下的土洞也难以被发现。因此，浅层地震反射法不适宜用于探测埋藏浅（＜10m）、规模小（＜3m）的土洞。
　　5结束语
　　综上所述，在岩溶地区进行长距离、大范围的浅层土洞勘察，运用地质雷达经济、方便、快速、效果好，是理想的物探选择方法。高密度电法和浅层地震法，对于探测尺寸较小的土洞反映不灵敏，但对于大尺寸地下异常体的勘察有其优势。
　　参考文献
　　[1]夏照华,李晓峰.地质雷达在探测地下溶洞中的应用[J].西部探矿工程，2005（1）：91～92.
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