自然电场法
当地下水在孔隙地层中流动时,毛细孔壁产生选择性吸附负离子的作用,使正离子相对向水流下游移动,形成过滤电位。因此作面积性的自然电位测量,可判断潜水的流向。在水库的漏水地段可出现自然电位的负异常,而在隐伏上升泉处则可获得自然电位的正异常。
充电法
在井孔的含水层段注入盐水,并对其充电形成随地下水流动而运移的带电盐水体。在地表观测到的等电位线形状与带电盐水体的分布形态有关。根据不同时间观测的等电位线可以判断地下水的流向并估算其实际流速。充电法还可以用作岩溶区地下暗河的连通性试验或探查地下埋设的金属管道等。
折射波法
当地震波遇到上下速度v1、v2)不同的界面时,有一部分波将透过界面形成透射波,其透射角β与入射角α的关系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2)。对于sinα=v1/v2)的入射波可产生透射角β=90°的透射波,并以v的速度沿界面滑行。这种滑行波又引起个介质中质点的振动而产生可传到地面的折射波(也称首波)。图4是折射波的传播示意图,在B点以前不形成折射波,称为盲区。因v大于v1在C点以外,折射波可比直达波先到达检波器。根据折射波时距曲线,可算出v1及v,从而推算出界面的深度、产状等。v的变化反映了界面以下岩性的变化,配合地震波振幅衰减的资料,可确定界面以下岩层软弱带或断层破碎带。但是折射波法在盲区得不到记录,因此需要加大检波距。当下层速度v2)小于上层速度v1时,不可能形成折射波。
应用地球物理学的原理进行工程地质、水文地质调查的勘探和测试方法。它是地球物理勘探的一个分支,简称工程物探。由于各种岩石或地质体在密度、磁性、导电性、弹性、放射性等物理性质上存在着差异,人们用不同方法和不同仪器,测量其天然或人工的地球物理场,并分析研究由于这些物理性质差异而引起物理场的变异,再经推断解释,以了解地下地质情况;或利用仪器直接测定岩体的物理特性,提供工程设计需要的参数。水利工程地质勘察中广泛而正确地运用工程物探,可加快勘测速度,降低成本,还可得到岩体原位的物性参数,对工程地质条件的定量评价起到促进作用。中国水利工程地质勘察中应用工程物探始于20世纪50年代初。常用的方法主要有地震勘探、电法勘探、弹性波测试和测井,此外还有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
岩土工程勘察
与传统钻探手段不同,工程物探技术能测到连续的地质情况,这样就避免了以点带面造成勘探不准确的缺点,而且能地解决很多岩土工程问题。而且工程物探技术的适用条件比传统钻探更为广泛,受外界条件的限制较少,不仅能降低成本,缩短工期,而且勘探精度高。
在目前的勘察市场中,若能合理有效地将工程物探技术与传统手段结合,无疑会大大提升竞争力。弹性波技术是岩土工程的勘探中很重要的一项技术,其应用在不断的发展中。弹性波是一种应力波,是由于振动在弹性介质中的传播引起的,在实际勘探过程中,通过对弹性波的分析,能反应岩层的地质特性,如果地下物体的界面性质差异大,弹性波就会表现出异常。目前的弹性波技术已经比较成熟,广泛地应用于地震、地质勘探、采矿、岩土动力学等方面。