岩土工程中水文地质的勘察测量探析
水文地质勘察就是运用必要的技术手段，对影响工程建设的地质因素进行勘测，并对相关的水文地质参数进行分析研究，以下是小编搜集整理的一篇探究岩土工程中水文地质勘察测量的论文范文，欢迎阅读参考。
摘要：水文地质的调查研究是一项十分复杂、专业和系统的工作，岩土勘测水平受到水文地质研究工作的直接影响，本文采用瞬变电磁法对水文地质的勘测原理、方法等进行分析，并以某矿区为例，得到矿区断层的富水性分析结果。
关键词：岩土工程;勘察;瞬变电磁法;水文地质钻探
一、引言
水文地质勘察就是运用必要的技术手段，对影响工程建设的地质因素进行勘测，并对相关的水文地质参数进行分析研究。在一边进行勘测时要一边记录勘测数据，由专业的工程测绘技术人员进行实地测量记录，通过对大量数据信息的调查研究，结合岩土工程建设基本情况，对建筑物和地质情况是否能够相互作用以及相互作用的影响做出明确的说明。
二、水文地质的勘察方法
1.瞬变电磁探测基本原理
瞬变电磁法上世纪30年代由前苏联科学家提出[1]，当时采用的是远区工作模式[2]。英文简称TEM[3]，在应用过程中需要先将接地电极及不接地线框铺设在地表，输入阶跃电流，当突然断开回线中的电流时，就需要在下半空间激励起感应涡流这样才能维持在电流断开之前已经存在的磁场，并且形成的涡流场能够以等效涡流环的形式向外扩展、向下传播，利用地面中心探头、接地电极及不接地线圈及时观测形成的二次涡流电场或磁场的变化情况，用来研究浅层至中深层的地电结构，因为在没有一次场背景的情形下观察纯二次场异常，所以异常的观测十分直接，探测数据更准确。
2.方法的理论依据和前提条件
(1)理论依据当地层含有水分时，在地下水和电离作用的.影响下，这时电阻就会出现良导低阻的特征。此时，对典型参数进行对比，并且分析物性差异时，能够寻找出异常区域并且划定含水的具体范围。(2)前提条件根据相关的岩性地层研究资料可知，不同岩性地层的物性差异显著，通常其电阻率值由高到低依次为煤层、砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩，其中煤层相对砂岩、泥岩等岩层呈现为相对高阻层。出现裂隙发育、层位错动等现象可能会使发育区局部出现明显的富水构造，由于裂隙水体具有良好的导电性，因此出现层位错动等现象之后会打破原有电性的变化规律，从而出现局部电性异常体的现象。
3.施工方法的装置及仪器选择
本次使用的为GDP-32II多功能电法仪。主要工作参数如下：使用等效面积为10,000m2的TEM-3探头、0.45ms关断延时、自动增益、12A发射电流、4Hz发射频率、840m×840m发射线框、大定源回线装置。4.资料处理采用瞬变反演软件以及Surfer软件对数据进行处理，反演拟合误差RMS≤10%。其具体操作步骤是：首先，每天收工后将获取的数据进行编录和保存;其次，对曲线进行整理，去除其它因素干扰引起的畸变点，在反演计算的基础上绘出电阻率等值线图;最后，对电阻线图进行分析，推断富水性。
三、工程实例分析
1.研究区域概况
本文中选取为位于太行山山脉处于的一处煤矿，煤矿西部和西南部都是盆地，煤矿南部为太行山的隆起带，由于地理环境的原因，煤矿表面被大部分的黄土覆盖。根据相关的地质和钻孔资料可知，该煤矿四周为未开采的煤层实体，采面的平均煤层2.5m，顶板为细砂岩，直接底为粉砂岩，基本底为泥岩，根据本次地质任务要求，采用瞬变电磁法对矿区矿区F11断层部分区域进行控制，评价器富水性和导水性。
2.施工方法
施工过程中采用上文所述的TEM法，选择煤矿的断层进行监测。由于偶极工作方式能够更准确的获得探测结果，因此瞬变电磁勘探采用偶极布置方式，如图1所示。矿区瞬变电磁勘探工程施工测线共2条，即320上煤探线，测线长330m，实测物理点34个，点距10m;16-3上煤探线，测线长340m，实测物理点35个，点距10m。
3.数据计算
瞬变电磁法观测所得数据为各测点的瞬变感应电压，需要对数据进行转换，得到视深度、视电阻率等参数，才能解释数据资料得到相应的分析结果。数据资料的处理步骤为信号去噪、滤波、剔除畸变点、光滑曲线等。数据转换处理完成后获得电阻率断面图，结合实际勘探区资料，判断出测量区域的富水性，如图2所示。
4.结果分析
下文根据三维地震成果以及电性特征，对各测线断面图进行了地质解释，断层的瞬变电磁测线解释如下。
(1)120区
红黄绿蓝颜色的线代表120勘探区视电阻率的变化趋势，变化趋势范围在105Ω•m到0Ω•m之间，如图3所示，图中横坐标表示的是相对剖面长度，纵坐标表示的是标高。X方向的比例为Y方向比例的4倍。结合电性特征进行推理分析，判断在该区域存在右侧地层产状有小角度的倾角，而左侧的产状保持平稳，这种情况说明了在该区域有断层的存在。之后根据视电阻率拟断面图以及断层两侧的钻孔资料判断出断层以及煤层存在的主要位置。在断层的下盘15-1上煤的断点处，断层两侧的电阻率差别较大，由此判定F8在这个断点处富水性较强，水力联系一般;而在16-3上煤的断点处，断层两侧电阻率差别较小，断层在这个位置跟水力联系密切，且此地层富水性很强。
(2)220区
小号端面向西北方向220区3线视电阻率拟断面(图4)。从电性剖面观察，此断层的反映并不明显。根据16-3上煤层底板等高线，在图中画出了煤层、断层的位置。由此可以看出地层的产状跟电性层位基本上保持一致，没有很明显的电阻率的差异，这说明了断层两盘的岩性以及富水性质不大，断层两盘在横向上富水性很强，水力联系较密切。
(3)320区
小号端指向西南方向的320区3线视电阻率拟断面图，如图5所示。图5中看出，在某一个界面上两侧的地层典型特征有明显分别，左侧地层偏平稳，右侧有倾角，这表示两者之间存在断层。通过对320区7条测线视电阻率拟定断面图分析，判定断层以及煤层的位置。图5断层在这个角度倾角变得平稳，两盘电性特征明显，有很好的控制能力。在断层的下盘16-3的上煤断点的地方，断层电阻率变化十分明显，断层在此处水力联系一般，断层能够起到隔水的作用，左侧地层富水性很强。在15-1上煤的断点处，电阻率变化不大且指数较低，因此F8断层富水性强，水力联系密切。
四、结论
文中采用瞬变电磁法对某矿区的断层富水性进行分析和判断，可以快速准确的圈画出异常富水区，为岩土工程提供有效的准确的水文地质资料。
参考文献：
[1]薛国强，李貅，底青云.瞬变电磁法理论与应用研究进展[J].地球物理学进展，2007，22(4)：1195-1200.
[3]郝勇，王建军.高密度电法及瞬变电磁法在工程地质勘察中的综合应用[J].中国水运(下半月)，2012，10:189-190.
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