国内外工程物探技术现状.pdf

工程与环境物探在国内外的发展工程与环境物探技术包括方法和仪器两方面。方法是物探工作的基础包括探测的基本原理、观测方式、资料处理方法及解释原理。仪器是物探数据采集设备系统包括发射、接收、模数转换、存储和处理等单元。在工程与环境物探技术的发展中方法起主导作用在很大程度上物探方法带动仪器的发展。在这里从方法和仪器两个方面回顾一下国内外工程与环境物探技术的发展现状。在目前国内外的物探领域应用的地球物理技术从原理上分三类即波动场方法、感应场方法和谐和场方法。因对探测的可靠性和分辨率的要求高所以目前工程与环境物探领域主要使用波动类方法配合少量的感应场方法和谐和类方法。波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法。波动类方法是以波的传播速度、时间、传播规律等信息作为探测基础的确定目标的位置、大小、和性质。目前的工程与环境物探中使用的波动类方法包括弹性波方法和电磁波方法前者包括地震波、声波、超声波后者主要指雷达波。工程与环境物探领域习惯上将电磁波和电磁感应和静电场等方法归在一起称为电磁方法。近年来超声波技术进展很快发展起相控阵超声成像和超声导波检测技术。工程病害诊断技术要求分辨率高、可靠性好常使用地震CT声波CT电磁波CT和高密度电法。有些方法可以在不同用途中选用没有明显的界限。现分别进行评述。1.工程与环境物探中的弹性波方法及其发展现状弹性波方法是目前工程与环境物探技术的主体包含地震波、声波和超声等方法。它们之间没有本质差别都是利用弹性波的传播规律进行探测差异仅在于使用的振动频率、传播距离、分辨率不同。频率低于200HZ的弹性波为地震波200HZ和20KHZ之间的为声波高于20KHZ的为超声波。因此在这里可以对三种波一并分析。弹性波探测的理论基础是弹性波的传播规律最基本的规律是反射、散射、折射定律。弹性波有代表压缩变形的纵波和剪切变形的横波两种波在遇到界面时要发生相互转换在有白由界面存在的条件下产生表面波。弹性波在层状介质内传播的基本规律是很简单的即反射和折射定律。但是在具有边界、表面、内部界面、缺陷等不同结构存在的条件下弹性波的传播特性变得十分复杂会发生透射、反射/散射波、波型转换和导波；介质表面传播的Rayleigh波和Love波分层界面间的Stonely波板中的Lamb波等；在板、柱、管等有白由边界的结构内弹性波存在多模态和频散现象形成各类导波。此外不同尺度大小的异常结构对不同波长的散射效应是不同的；了解波的这些传播规律是应用弹性波进行勘探和检测的基础。由于研究对象的差异、观测条件的限制和研究精度的不同要求需要采取不同的观测方式和资料处理方法由此在工程与环境物探中形成了几种不同的勘测方法与技术。目前较常用的有8种即反射波法、折射波法、散射波法、面波法、CT成像法、声波测速、相控阵扫描成像法和超声导波法等等。他们在观测方式上各不相同资料处理基于不同的原理、方法和处理流程根据不同的参数进行解释。以地震波为手段的反射地震、折射地震、散射地震成像、地震面波等方法