地质雷达技术在复杂地质条件岩土工程勘察中的应用

张旭波

摘要：在复杂多变的地质条件之下，因为地下的岩石土体特征在地下分布上以及岩石土体连续性方面的可变性比较大。因此，在复杂地质条件下进行岩土工程的勘探时，采取什么样的手段以及方式方法进行勘探工作时十分重要的。在这篇文章当中，主要以岩土工程勘探中实际的案例来进行分析，详细的论述了地质雷达技术在岩土工程勘探中的具体应用。

关键词：地质雷达技术;复杂地质条件;岩土工程勘察

在岩土工程勘探的过程当中，使用的地质雷达技术凭借自身的图像高分辨率以及实时进行图像呈现等优点，把岩土工程的地质勘探与地质雷达技术进行结合，这样一来，不仅可以查询到地下的介质结构以及地下空间分布的变化，探寻变化的特点，同时还能够对复杂地质条件下岩土工程的特点给予科学的评价，为其提供科学的信息，实现岩土工程勘察工作效率的提升。

1.工程案例

某公司计划建造一个多层的建筑，但是所建造的位置需要横向跨越北京八宝山断裂变形带，其中，根据相关的测量数据，这个断裂带的整体走向为N60°～70°E/SE30°～40°的位置之上，岩石土体的埋设深度以及厚度的地下空间分布复杂多变。在建造的这些通道中，平均的埋置深度为6米到lOm之间，平均的通道宽度为2m，通道的高度为2.2m。在当前阶段，在计划建造多层建筑物的下方，有关这些通道的分部位置以及回填土的具体范围还无法掌握具体的信息。但是对于建筑物的地基设计以及建筑结构设计而言，这些通道的具体位置信息以及通道回填土的信息是十分重要的。在建造的多层建筑中，因为断裂构造的变形影响以及差异风化的作用，导致建造多层建筑物的地基构造十分的复杂，同时，由于地形以及地势的影响，导致地面高度差为6.5m左右。我们对于已经建造并且长期存在的建筑物进行分析，在建筑物周围所铺设的路面，工程的地质条件也是复杂多变的，这样一来，使得目前的岩土工程勘察工作变得特别困难。

目前，为了让钻探工作尽快的开展，在这项工程当中，首先需要凭借岩土工程物理探测技术的优势，在进行岩土地质勘探时使用地质雷达技术进行前期的工作，以此来确定具体的工作区域。最后，还需要依据钻探的结果以及物理探测的结果编写地质勘探报告，对于所勘探的地质进行详细的分析。除此之外，还可以对于建造场地的地质条件进行科学合理的评价，同时针对在钻探过程中所遇到的问题提出合理的解决方案。

2.进行岩土勘察时地质雷达测试的整个过程

在复杂的地质条件下进行岩土勘测工程，需要使用地质雷达探测技术，以此来研究岩石土体的情况，指导前期的建造方设计。地质雷达探测技术的工作原理：这项探测技术，主要使用雷达的发射天线向探测的介质发射电磁波，而后通过探测介质所反射回来的电磁波，通过雷达的接收天线以及雷达的主机接收反射的电磁波信息，以此来完成整个的地质雷达监测。在探测过程中，由于不同物体本身的电性差异不同，因此所反射回来的电磁波反射波形以及波段也不同，通过主机的接收以及记录波段以及波形，我们的研究人员可以推断出介质的组成部分，从而可以判断出地下介质的具体分布情况。

我们这次应用地质雷达勘探技术所用的雷达型号为美国的SIR-2型的地质雷达，这个雷达的中心电波频率为100MHz的强力大天线，与此同时，在这次探测过程当中，还使用了剖面法进行了测试。

在地质雷达进行综合测试的现场，我们可以依据现场的环境以及综合测试的最终目的，在综合测试场地的东部、北部以及场地的西部一共布置3条综合测试线的剖面，我们在现场所布置的这些综合测试线，不仅仅包含了场地内多层建筑物的地下基础，与此同时，还包含了地下的断裂带以及地下听到的具体分布情况，具体的情况如图中所示。

我们的勘探工作人员在进行岩土工程的勘探时，使用地质雷达进行场地综合测试，其最主要的目的就是场地之内，岩石地质的分部情况，充分的了解场地内的地下通道以及回填土的具体情况。除此之外，还可以帮助岩土工程的勘探人员充分的了解地下岩石的岩性变化以及岩石的分层情况，以此来指导后期的钻探工作。

3.对于地质雷达所得出的探测结果以及地下综合地质的具体解译

在这篇文章当中，对于使用地质雷达所探测到的数据进行了综合性的分析，并且进行了图像以及数据的综合处理。第一，我们的勘探人员可以依据留存的场地区域的勘测地质材料以及与我们在现场进行勘察过后的地质材料进行结合，综合性的分析地质雷达的波形以及具体的波段特征，然后，在根据已经破译的波形特征进行波形的解释以及翻译，以此对于后期钻探孔工作进行指导。在使用地质雷达探测技术进行探测时，因为地质雷达所能反馈的信息只有地下介质的电性以及含水量等等的物理特性信息，因此所得出的结果只有物理探测的结果。使用物理探测与使用钻探的方法所得到的地质分层情况是存在很大不同的。所以，我们的勘探人员，需要把地质雷达探测图像和钻探的资料结合起来进行综合分析。在雷达地质探测方面，勘测人员需要将探测结果进行完善，只有这样，最终才会得出科学合理的额综合性勘测结果。

在进行岩土勘测时，勘测人员需要将地质雷达探测技术与地质钻探技术进行综合性的使用，才可以更加快速、准确的了解清楚所建设地区的地质情况，其中还涵盖了第四系残坡积压层的厚度变化以及具体的分布等等。在这个项目的勘测当中，通过使用地质雷达探测技术以及地质探测技术，岩土工程的勘察人员可以清楚的了解地下通道的具体位置，同时，还可以知晓回填土的情况。在进行地质雷达探测时，所传回的探测影像以及工程的地质剖面图如下。

根据上述的地质勘探结果，我们可以看出，在被测试的地下空间当中，使用地质雷达探测技术所传回的雷达地质分层与地质钻探资料的地质分层图几乎是一致的，并且，根据分层图也可以看出，随探测区域内的断裂层也具有非常的特征。针对所探测的地质雷达特征表现如下。

3.1第四纪坡残积压层和表层填土①层

使用地質雷达探测技术以及钻探技术，所探测到的这项地质层中，是不包含地下通道填土的，所探测到的主要成分有粘性土层以及岩石的碎石层，依据所回传的数据，判断地质层的厚度应为1m—4m之间，但是，在地质层中的含水量是比较少的。根据使用地质雷达探测技术所回传的雷达监测图像，勘探人员可以清楚的看清，在图像中表现为密纹层。

3.2全一强风化断裂构造的岩以及残积压土②③层

在这项地质层当中，主要分布的是断裂带内的砾岩等其他的构造岩石，主要是强风化的产物和残积压土层，根据地质雷达所反馈回来的图像，这项地质层也是整个被探测场地的主要岩石土层，但是，在底部的埋深还是比较大的，在地质雷达所反馈的图像中，剖面图没有底界。很具钻探结果显示，在这项地质层当中，主要是由断裂带中的破碎岩石以及构造岩石组成，岩石自身抗击风化的能力比较弱，所以，在通常情况之下，岩石会呈现出土的状态，但是由于构造岩石的特殊原因，其中，还是包含了一些原生岩石的特性。在这项地质层当中，所含的水分是比较多的。在所回传的图像中显示为高反射以及强吸收的情况，在雷达图上，在②③层的底部有分界的情况，有极少部分无法确定。

3.3强一中等风化白云质灰岩⑤层

在这项地质层中，主要由断裂带上白云灰质岩组成，在这个地质层当中，总的岩体该是比较完整的，由于白云灰质岩当中含有石质条带，所以自身抗击风化的能力是比较强的，以及地质雷达所回传的数据图像进行分析，在图中为横向宽面的纹理，不过，这项地质层仅仅在场地部分进行分部，但是完整性极强。

3.4断裂带的影响区域

根据文章中以上所描述的雷达探测剖面的影像可以看出，在底部的全一强风化断裂构造岩石②③层当中，其岩石的纹理大都为鲜明褶皱样式，尤其是在断裂带附近最为显眼。根据这些，我们可以发现，在古代，北京的八宝山区域断裂带曾经发生过逆掩推覆的岩石构造变形。依此，我们可以推断出，这次发现的断裂带，是一个复杂的构造变形断裂带，在文章中所提到的斷层，很可能就是正在发育的次级断层。虽然在岩石土体中发生一些风化作用，但是在原生岩体以及构造岩石方面却仍然存有变形的迹象，我们都可以通过地质雷达所回传的影像以及地质钻探资料看出来。

4.结语

勘探人员在复杂的地质条件下进行岩土的工程勘察时，首先，需要根据所勘察场所的地质情况以及构造岩石的情况来判断勘测的方式，如果选择合理，工作效率就会大大的得到提升。但是，在勘测之前需要特别注意，所使用的物理勘探方法，所得出的结论也都是物理性的分层。如果需要对探测地区的岩石依据风化的特点进行区分，勘探人员必须结合地质钻探的资料进行详细的分析，只有这样，才可以得到最准确的数据。

参考文献：

[1]赵辉雷达探测技术在矿山地质检测准确性当中的应用[I/OL].2018（20）：147-149.

[2]彭家陞.地质雷达技术在岩土工程勘察中的应用[J].世界有色金属，2018（06）：243-244.

[3]孟悦.岩土工程勘察在复杂地质条件下的技术应用[J].江西建材，2012（06）：232-233.