工程与环境物探
工程与环境物探(3-4章)
经验公式
Em Es 5.3 Em 200000
Es
Em
1550 645 Em
❖ 科学院：
Es aEmb
Es
0.25E
1.3 m
（适合完整的岩体）
Es
0.25E
1.7 m
（适合破碎的岩体）
Es
0.25E
2.0 m
（适合破碎含水的岩体）
上述经验公式，可以借鉴，在一个新区工作时，
最好做一定试验，建立适合本区的公式（非线性 回归）。如上表：
Es aEmb lg(Es ) lg(a) b lg(Em ) Y A bX
a 0.00363 b 2.3
Es
0.00363E
2.3 m
四、岩土波速的应用
不同性质的岩土介质波速不同，可通过波速评价 岩体的性质。而波速测定具有经济快速和无破坏性 的优点，该方法在工程勘察的各个方面得到了广泛 的应用。
(v2 v1)
(h)
vR
2
vR
v1 v2
v3
(v3 v2 v1)
(h)
2
还可以用反演软件计算各层的层速度。
o
vR
o
vR
v1
v2
v3
(v3 v2 v1)
(h)
2
h(m)
震源
x1
x2 A
u1(t)
三、瞬态瑞利波法
B
u2 (t)
原理：
这个脉冲波包含各种各种频 率，由不同频率的间谐波叠加 而成，可用傅氏变 分离出这 些间谐波，求出不同频率的间 谐波的波速即可。
第二节 瑞利面波法
理论研究表明：当有震源存在时，除产生纵、
横波外，还产生一种沿地表表层传播的面波 （1887年英国学者瑞利发现）。传统地震勘探中 是干扰波。
《工程与环境物探》课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：《工程与环境物探》是勘查技术与工程专业卓越班、地球信息科学与技术专业本科生的选修课程。
主要包括工程物探方法与技术、工程勘探综合应用、工程检测综合应用、工程监测综合应用及针对不同工程地质条件下的目标体的探测实践。
使学生重点掌握工程地球物理勘探多种方法的行业规范、数据采集、室内资料处理和解释方法，以及提交最终成果的规范，并熟识地球物理勘探常用的多种仪器，为今后从事地质工作和物探工作打下基础。
2.设计思路：本课程以研究各种地球物理场在空间（或时间）上的局部变化，即地球物理异常为主线，利用专门的仪器来观测这些地球物理异常，取得它们(在时间和空间上)的分布及形态等有关地球物理资料，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。
培养学生掌握这些地球物理异常的原理、学会使用相应的观测仪器、采集有关的异常数据资料，学会异常数- 1 -据资料的处理、解释和成果提交的方法。
课程内容主要包括：地球与地球物理、工程物探方法与技术、工程勘探综合应用、工程检测综合应用、工程监测综合应用、覆盖层探测实践、地下管线探测实践、防空洞探测实践、堤坝及公路质量检测实践。
由于该课程属于必修的实践课程部分，所以课程内容的设置以相关理论讲授为辅，重点让学生具体掌握地震映像法、浅层反射波法、浅层折射波法、高密度电阻率法、探地雷达法、地下管线探测方法和磁力测量法等方法的野外工作流程，熟悉相关仪器的使用、现场的采集方法、资料处理、解释方法及工程地震勘察报告的编写。
3.课程与其他课程的关系：《工程与环境物探》是综合性很强的一门多学科集合体，是地球物理勘探在工程、水文及环境地质工作中的一个应用分支，通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。
以《地质学基础》、《地震勘探原理》、《地震勘探数据处理》、《磁法勘探》和《电法勘探》等为基础课程。
工程与环境物探新方法新技术
工程与环境物探新方法新技术工程与环境物探是一种非破坏性的探测技术，它通过对地下物质的物理性质进行测量，来获取地下结构和物质分布的信息。
随着科技的不断发展，工程与环境物探也在不断地更新换代，出现了许多新方法和新技术，这些新方法和新技术的出现，为工程与环境物探的应用带来了更多的可能性和前景。
首先，地震勘探是一种新的物探方法。
地震勘探是利用地震波在地下传播的特性，来探测地下结构和物质分布的一种方法。
它可以通过对地震波的反射、折射、散射等特性进行分析，来获取地下结构和物质分布的信息。
地震勘探具有探测深度大、分辨率高、可靠性强等优点，已经成为工程与环境物探中不可或缺的一种方法。
其次，电磁法是另一种新的物探方法。
电磁法是利用电磁场在地下传播的特性，来探测地下结构和物质分布的一种方法。
它可以通过对电磁场的反射、折射、散射等特性进行分析，来获取地下结构和物质分布的信息。
电磁法具有探测深度大、分辨率高、可靠性强等优点，已经成为工程与环境物探中不可或缺的一种方法。
除了新的物探方法，工程与环境物探还出现了许多新的物探技术。
例如，地震成像技术是一种新的物探技术。
地震成像技术是利用地震波在地下传播的特性，来获取地下结构和物质分布的信息的一种技术。
它可以通过对地震波的反射、折射、散射等特性进行分析，来获取地下结构和物质分布的信息。
地震成像技术具有分辨率高、可靠性强等优点，已经成为工程与环境物探中不可或缺的一种技术。
此外，地球物理反演技术也是一种新的物探技术。
地球物理反演技术是利用地下物质的物理性质，通过数学模型和计算机模拟，来获取地下结构和物质分布的信息的一种技术。
它可以通过对地下物质的电磁、重力、磁性等特性进行分析，来获取地下结构和物质分布的信息。
地球物理反演技术具有分辨率高、可靠性强等优点，已经成为工程与环境物探中不可或缺的一种技术。
综上所述，工程与环境物探新方法新技术的出现，为工程与环境物探的应用带来了更多的可能性和前景。
工程与环境物探知到章节答案智慧树2023年山东科技大学
工程与环境物探知到章节测试答案智慧树2023年最新山东科技大学绪论单元测试1.地震勘探利用的是介质的密度差异。
（）参考答案:错2.重力勘探属于被动源勘探方法。
（）参考答案:对3.下列哪个不属于工程与环境物探的特点（）？参考答案:破坏性4.按照（）分类是地球物理勘探最基本的分类方法。
参考答案:物性5.按照地球物理场的场源特性分类，工程与环境物探可分为（）？参考答案:被动源法;主动源法第一章测试1.描述某一时间tk沿传播方向所有质点振动位移分布的图为（）参考答案:地震波波剖面图2.下列说法错误的是（）参考答案:低应变桩基检测常用方法为折射波法3.折射波法地震勘探的主要利用的是折射波的（）特征。
参考答案:走时4.泊松比的含义是（）。
参考答案:横向正应变与轴向正应变的比值5.对于反射波时距曲线和视速度，下列说法错误的是（）参考答案:反射界面越深，V*越小第二章测试1.电测深法的勘探深度主要取决于（）参考答案:AB极距2.对于ρ1<ρ2>ρ3<ρ4<ρ5地电断面，对应的曲线类型为（）参考答案:KHA型3.下列哪一个不属于高密度电阻率法探测方式（）参考答案:剖面测量装置4.瞬变电磁法的地质效果取决于（）参考答案:岩层的电阻率5.采用联合剖面法进行探测，当地下存在充水溶洞时，会出现（）参考答案:低阻正交点1.岩石的剩余磁化强度包括（）参考答案:热剩磁、化学剩磁、沉积剩磁、粘滞剩磁等2.相对磁力测量是用仪器测出地面两点之间（）值参考答案:地磁场差值3.三大岩类中（）的磁性最强参考答案:火成岩4.地磁场总强度T在地表的变化规律是（）参考答案:由赤道向两极逐渐变大5.高精度磁测要求测量误差小于（）。
参考答案:5nT1.重力勘探利用的是（）的差异参考答案:密度2.重力异常和哪个因素无关（）参考答案:经度3.下列哪个不是重力加速度的单位（）参考答案:特斯拉4.下列哪个校正是与重力仪有关的（）参考答案:零漂校正5.中间层校正和地形校正合称布格校正。
工程与环境物探教程考试复习资料
杨氏模量：当外力不大应变在某一区间之内时，应力与应变成正比关系，遵从胡克定律。
该区间称为线性弹性形变区。
这时应力与应变的比值称为杨氏模量，以符号E表示。
泊松比：介质的横向应变与与纵向应变的比值称为泊松比，以符号表示。
视速度：沿任一观测方向测得的速度值，并不是地震波传播的真实速度值，而是沿观测方向，观测点之间的距离和波实际传播时间的比值。
这种速度称之为视速度。
潜射波：如果表层是速度随深度增加的变速层，下部是水平均匀地层，这时产生的折射波称为潜射波。
静校正：为了消除实际地形起伏及各个激发点深度不同的影响，对实测的时距曲线形状的影响而进行的校正。
大地低通滤波器效应：地震波在传播过程中随着距离（或深度）的增加，高频成分会很快地损失，而且波的振幅按指数规律衰减，称为大地低通滤器效应。
惠更斯原理：波在传播过程中，任意时刻的波前面上的每一点都可以看作是一个新的子波源，这个新波源也继续传播，在一段时间之后，新的波前面即为所有子波源波前面的包络。
同相轴：通常将相同相位点的连线形成的图形叫同相轴。
正演：就是已知地质体的形状、产状和剩余密度等，通过理论计算来求得异常的分布和规律。
反演：则是已知异常的分布特征和变化规律，求场源的赋存状态（如产状、形状和剩余密度等）。
稳定电流场：强弱和分布不随时间变化的电场为恒定电场，也称为稳定电流场。
交变电流场：强弱和分布随时间变化的电场为交变电场，与其伴随的是电磁波。
固体潮：固体地球随天体运动引力的不同而产生的周期形变的现象。
抽道集：为了进行叠加和计算速度谱方便，先把每一个共深度点的所有道集抽出的过程。
纵向电导：当电流平行岩柱体底面流过时，所测得的电导值，称为纵向电导，用符号S 来表示，单位为1/。
均方根速度：是对于水平层状介质的共反射点时距关系，可用双曲线的时距曲线公式近似地代替。
由于速度大的分层对均方根速度影响大些（或者说“权”大些），所以均方根速度大于平均速度。
地磁要素：磁场强度T﹑X北向分量﹑Y东向分量﹑Z垂直分量﹑磁偏角D:T与正北方向的夹角﹑磁倾角I：T与水平面的倾角、水平强度H：T在水平面上的投影。
工程与环境物探_第1.3节_工程地震勘察_折射波法
OM 2h1 tan c 2 1500 tan 41.81 2683.3m
O M
P
C C
A
P
v1=2000m/s h1=1500m P v2 =3000m/s
（华东）
2 P / 2
二层水平模型折射波的时距方程
0 1 1000 2000 3000 4000 5000 6000
t (0)
1.0
2h0 cos c v1
①上、下倾方向的斜 率不同，分别为：
sin(c ) k v1 ) ②上、下倾方向的盲 区“半径”不同； ③交叉时间相同。
2h cos c x sin(c ) t1 ( x) 0 v1 v1
1.5
2.0
t2 ( x)
2 P / 2
B
（华东）
初至区的意义
• 由于各层波速差异使得各层折射波时距曲线的斜率也 不同，会出现多个界面的折射波相互干涉的情况。 • 浅层折射波不一定总表现为初至，而深层折射波也不 一定永远在续至区，有时也可能某些深层折射波为初 至，而浅层折射进入续至区。 • 由于记录上只有初至波是在平静的背景上出现的，能 够较准确、清楚地判断其时间，所以在进行折射波工 作的时候，检波器应该布臵在与勘探目的层相对应的 折射波的初至区内，以提高工作质量。采集工作前应 先做实验，确定勘探目的层的最佳接收地段。
1.5
2
2.5
3
O P
M
G v1=2000m/s h1=1500m B P v2 =3000m/s
在盲区范围内有反射波， 无折射波； 在盲区半径点上，折射 路径等同于反射路径， 传播路程（时间）相同， 出射角（视速度）相同， 两曲线相切； 在盲区半径以外，折射 波旅行时间小于反射波 时间，折射波先到。
工程于环境物探课程设计
工程于环境物探课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工程物探的基本概念，掌握物探技术在环境工程中的应用原理；2. 学生能描述不同物探方法（如地震、电法、磁法等）的优缺点，并分析其在环境探测中的适用性；3. 学生能掌握数据处理与分析的基本步骤，解释物探结果在环境评价中的作用。
技能目标：1. 学生能够运用物探知识，设计简单的环境探测工程方案，并进行合理的数据采集；2. 学生能够操作相关物探设备，进行实际环境探测，并对获取的数据进行初步分析；3. 学生能够通过小组合作，有效沟通与协作，完成探测任务，并提出改进建议。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对于环境问题的关注和责任感，认识到工程物探在环境保护和治理中的重要性；2. 增强学生的实践操作能力，激发其探究科学的兴趣，培养严谨的科学态度和良好的学习习惯；3. 通过团队合作，培养学生沟通协调、共同解决问题的能力，形成尊重事实、客观公正的评价观念。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与应用技能，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：考虑到学生处于高年级阶段，具备一定的物理知识基础和探究能力，课程设计将注重提升学生的综合运用能力和创新思维。
教学要求：教学中应注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，通过具体项目驱动学习，确保学生能够达到预定的学习目标。
在教学过程中，教师应引导学生积极思考，培养其解决复杂环境问题的能力。
二、教学内容1. 环境物探基本概念：介绍物探技术及其在环境工程中的应用，包括物探的定义、分类及其工作原理。
- 教材章节：第一章 环境物探概述2. 物探方法及其适用性：详细讲解地震、电法、磁法等常用物探方法，分析各自优缺点及在环境探测中的应用。
- 教材章节：第二章 物探方法及其原理3. 数据采集与处理：教授数据采集的基本步骤、方法和注意事项，以及数据处理与分析的常用技术。
- 教材章节：第三章 数据采集与处理4. 实践操作：组织学生进行实际环境探测，运用所学物探方法进行数据采集、处理和分析。
工程与环境物探教程重点资环版
工程与环境物探教程重点资环版IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】学会H、A、K、Q四种曲线的画法。
视电阻率:若进行测量的地段地下岩石电性分布不均匀时，上式计算出的电阻率称为视电阻率，它不是岩石的真电阻率，是地下岩石电性不均匀体的综合反映，通常以rs表示纵向电导:是指电流沿水平方向流过某一电性层时，该层对电流导通能力的大小。
视速度:沿射线方向Ds传播的波称为射线速度，是波的真速度V。
而位于测线上的观测者看来，似乎波前沿着测线Dx，以速度V*传播，是波的视速度均方根速度:在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时间的均方根值就是均方根速度静校正:对由于地表不同检波点的高程和地表低速层的厚度、速度变化等的影响所产生时差的校正称为静校正，它包括井深校正、地形校正、低速带校正。
同相轴:同一波相同相位的连线称为同相轴应力：单位面积上所承受的附加内力。
应变：单位长度所产生的形变。
杨氏模量：相同轴向上应力与应变的比值，又称拉伸模量。
--E泊松比：正交情况下横向与轴向应变比的负值。
σ（介于）视速度：非射线方向地震波的传播速度。
视速度定理：满足函数关系V*=V/sinα的表示视速度和真速度关系的定理。
理解：入射角为0度和90度时，视速度分别是无穷和真速度，前者时测线方向传播速度好像无穷大；入射角增大时，视速度减小至真速度，一般，前者大；V不变，故视速度反映入射角的变化。
地震波分类：体波（纵波P-press，横波S-second----SV，SH），面波（瑞利波，勒夫波）体波：在介质整个体积内传播的波。
面波：沿介质自由面或两种不同介质的分界面传播的波。
纵波：弹性介质发生体积形变（拉伸和压缩形变）所产生的波。
亦称压缩波。
特点：传播方向与质点的振动方向相同。
横波：弹性介质发生剪切变形时所产生的波。
（剪切波）特点：传播方向与指点振动方向垂直。
抽道集：为了进行叠加和计算速度谱方便，先把每一个共深度点的所有道集抽出的过程。
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1.1 什么是物探？-两个基本概念
正演 (forward) ：是指在地球物理资料解 释理论中，由地质体的赋存状态（形状、产 状、空间位置）和物性参数（密度、磁性、 电性、弹性、速度等）计算该地质体引起的 场异常或效应的过程。已知地质体的赋存状 态和物性可统称为模型。
反演 (Inversion) ：地球物理反演是由地 球物理异常的分布确定地质体的赋存状态 （形状、产状、空间位置）和物性参数（密 度、磁性、电性、弹性、速度等）的过程。
地球物理异常：组成地壳的不同岩土介质往 往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导 热性等方面存在差异，这些差异将会引起相 应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变 化，这种变化称为地球物理异常。 地球物理勘探（物探）：就是通过专门的 仪器，观测这些地球物理异常，取得它们 ( 在时间和空间上 ) 的分布及形态等有关地球 物理资料，然后结合已知地质资料进行分析 研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质 的性质，从而达到解决地质问题的目的。
1.4 物探多解性
多解性：在物探资料解释中，对同一个地 球物理异常可以有互不相同甚至截然相反 的结论，这叫物探的多解性； 造成多解性的原因：数学解的不稳定性、 观测误差、干扰因素；但是最根本原因是 因为地球内部信息获取困难造成的信息量 不足造成的。
2 工程与环境物探应用范围
（1）区域性地质调查。 （2）工程地质环境调查。 （3）工程施工或巷道掘进过程中的超 前预测。 （4）工程施工质量及工程现状的检测。 （5）环境地质方面。 （6）水资源的调查。 （7）考古及文物保护方面的调查。 （8）水资源的调查。
绪 论
1 物探及其分类
1.1 什么是物探？
地球物理场：是指存在于地球内部及 其周围的、具有物理作用的物质空间。 例如，地球内部及其周围具有重力作 用的物质空间，称为重力场；天然或 人工建立的具有电 ( 磁 ) 力作用的物质 空间称为电 ( 磁 ) 场；质点振动传播的 物质空间，称为弹性波场等等。
1.1 什么是物探？
1.2 物探的分类-按工作环境分
（1）地面物探 （2）航空物探 （3）海洋物探 （4）地下物探
1.2 物探的分类-按应用分
（1）金属物探 （2）非金属物探
（3）石油&天然气物探
（4）煤田物探 （5）工程及环境物探 （6）深部物探
1.3 物探的应用前提
（1）探测对象与周围岩石间必须具有明显 的、可以探测到的物理性质差异或物质分 布的不均匀性。 （2）探测对象要有一定的规模，且埋藏不 能太深，足以产生仪器可以发现和圈定的 地球物理异常； （3）各种干扰场相对异常场应足够微弱， 或具有不同特征，以便能够予以分辨或消 除。
1.2 物探的分类-按物理性质分
(1)以介质弹性差异为基础，研究波场变化规律 的地震勘探和声波探测；(2)以介质电性差异为 基础，研究天然或人工电场 ( 或电磁场) 的变化 规律的电法勘探；(3)以介质密度差异为基础， 研究重力场变化规律的重力勘探；（4）以介质 磁性差异为基础，研究地磁场变化规律的磁法 勘探； (5) 以介质中放射性元素种类及含量差 异为基础，研究幅射场变化特征的核地球物理 勘探；(6)以地下热能分布和介质导热性为基础， 研究地温场变化的地热勘探等。
:Байду номын сангаас
4工程物探主要方法
几乎各种物探方法在工程及环境物探领域均能找到 其用武之地，但大多数方法都要作某些改造和发展 ,使其适应工程与环境物探。
1、弹性波法：反射波法、折射波法、面波法、 声波法
2、电法：直流电法、激发极化法、电磁法 3、核物探（放射性）
4、其它方法：磁测、重力、测井、遥感等
3 工程与环境物探特点
表1为常用物探方法解决工程及环境地质问 题能力一览表，由表可见。工程及环境物 探工作通常有以下特点： （1)要求探查目标浅、小、分辨率高、定 量解释精度高； （2）还往往要求查明单个对象（如溶洞） 的空间位置； （3）对工作结论要求高； （4）探查对象复杂。
地表 质一 问工 题程 能与 力环 一境 览物 表探 常 用 方 法 及 解 决
小结： （1）深刻理解并掌握物探的概念 （2）掌握物探应用的地球物理前提 （3）理解正演和反演概念和作用 （3）了解物探方法的主要分类 （4）了解工程物探方法的特点和应用领域