기본 지식-지구 물리학 탐사 방법의 분류 및 특성
(1) 지구 물리학 탐사의 기본 개념과 본질을 이해합니다.
(2) 지구 물리학 탐사 분류 방법 및 주로 환경 및 공학 지질학에 사용되는 지구 물리학 탐사 방법을 배웁니다.
(3) 환경 및 공학 지질학에서 지구 물리 탐사의 응용을 이해하다.
다양한 지구 물리학 분야의 변화를 관찰하고 연구함으로써 지질 문제를 해결하는 탐사 방법, 지구 물리학 탐사 또는 지구 물리학 탐사라고 합니다. 지구물리장이란 지구 내부와 주변에 존재하는 물리적 효과를 지닌 물리적 공간을 말한다. 예를 들어 지구 내부와 주변의 중력이 있는 물질 공간을 중력장이라고 합니다. 전기 (자기) 힘이 있는 천연 또는 인공 물질 공간을 전기 (자기) 장이라고 합니다. 입자 진동으로 전파되는 물질 공간을 탄성파 필드라고 합니다. 지각의 차이로 인해 밀도, 탄성, 전기, 자기, 방사성, 열전도율 등에 차이가 있는 경우가 많으며, 이러한 차이는 공간 (또는 시간) 에서 해당 지구 물리학 필드의 로컬 변화를 일으킬 수 있습니다. 이러한 변화를 지구 물리학 이상이라고 합니다. 지구 물리학 탐사는 전문 기구를 통해 이러한 지구 물리학 이상을 관찰하고, 그들의 분포와 형태 등 지구 물리학 자료를 얻은 다음, 알려진 지질 자료와 결합하여 분석하고 연구하거나, 지하 지질 구조를 추론하거나, 암토 매체의 성질을 확정하여 지질 문제를 해결하는 목적을 달성하는 것이다.
환경 및 공학 지구 물리학 탐사는 공학 지질, 수문 지질 및 환경 지질학을 겨냥한 지구 물리학 탐사 방법 세트이다.
물물리 탐사 방법은 수문 지질 탐사에 일찍 적용되었는데, 주요 임무는 지하수를 찾는 것이다. 사람들의 환경 의식이 강화되고 환경 보호 사업이 급속히 발전함에 따라 환경 지구물리학의 연구와 응용이 왕성한 단계에 있다. 지구 물리학 방법은 환경 보호, 환경 모니터링 및 거버넌스에서 중요한 역할을 하며 점점 더 광범위하게 적용될 것입니다. 공농업 생산과 생활에 사용할 수 있는 지하수를 찾는 것도 환경 지구 물리학 탐사의 중요한 임무다.
공사 지구 물리학 탐사 방법, 즉 공사에 사용된 지구 물리학 탐사 방법. 현대화는 지질 조건을 탐사해야 하기 때문에, 지구 물리 탐사는 시추 등 다른 직접 탐사 방법보다 더 빠르고 경제적인 장점을 가지고 있으며, 일부 탐사는 무손실 검사가 필요하기 때문에, 지구 물리 탐사 방법이 공사 건설에서 광범위하게 응용되고, 점차 지구 물리 탐사 방법을 형성하게 된다.
환경 지구 물리 탐사와 공학 지구 물리 탐사는 방법 응용에서 유사하고 겹치는 부분이 많기 때문에 이 책은 환경과 공학 지구 물리 탐사를 함께 논의한다.
환경 및 엔지니어링 지구 물리학은 특성 (밀도, 전기, 자기, 탄성, 방사성, 열전도도 등) 의 차이에 따른 탐지 방법입니다. ) 의 암토, 건축재료 등 물리적 매체를 관찰하고 다양한 자연과 인공지구물리장의 시공간분포 법칙을 연구하여 환경과 공사 문제를 해결한다.
환경과 공학의 지구 물리학 방법에는 여러 가지가 있다. 탐사에서는 주로 탄성파법과 전기법, 핵물탐사 등을 사용한다.
전기법은 가장 풍부하고 다채로운 방법이다. 전통적인 전기 사운 딩 및 전기 프로파일 방법 외에도 고밀도 전기 방법은 최근 몇 년 동안 이론 및 응용 분야에서 큰 발전을 이루었습니다. 그것은 단면에 간격이 작은 여러 개의 전극을 채택하여 신속하게 수집한다. 데이터 정리를 통해 다양한 장치 형태로 변환하여 단면의 다른 깊이나 평면에 매핑하여 해상도를 높일 수 있습니다. 동굴의 상단과 하단 깊이를 탐사하는 5 단 수직축 사운 딩 방법, 수십 미터 깊이에서 수십 센티미터 두께의 얇은 층을 감지할 수 있는 차동 전기 사운 딩 방법 등 일부 새로운 장비는 탐사 능력을 증가시킵니다. 삼투전계법은 저수지 댐의 누수와 지하수의 흐름을 탐지하는 데 효과적이지만, 최근 몇 년 동안 거의 사용되지 않아 다시 언급할 필요가 있다. 여기 분극법은 지하수를 탐지하는 특별한 방법이다. 현재 일반적으로 사용되는 것은 시간 영역 방법이며, 2 차 시차법은 서로 다른 수층을 이용하여 서로 다른 자극 전류 하에서 극화 능력을 자극하는 다른 특징을 이용하여 발전한 것이다.
매우 낮은 주파수 방법, 오디오 지자기 방법, 주파수 사운 딩 방법 및 다중 주파수 지상 전자기 방법 외에도 과도 전자기 방법이 나타나기 시작했습니다. 시추공 전파 투시를 구멍 간 암석 흡수 계수 단면으로 사용하여 카르스트 탐지를 수행하는 것은 널리 사용되고 효과적인 방법입니다. 최근 몇 년 동안, 지상 침투 레이더는 점점 더 사람들의 관심을 받고 있으며, 얕은 층의 암용 탐사에서 좋은 응용 전망을 가지고 있다. 또한 많은 지하 관망 탐사의 기기와 방법도 전자기법에 기반을 두고 있다. 주파수 영역 여기 분극법은 지하수 탐사에서도 이중 주파수 또는 다중 주파수 여기 분극법과 같은 좋은 예가 있어 좋은 전망을 보여 줍니다.
탄성파법에서 굴절파법과 반사파법은 여전히 주요 방법으로, 얕은 횡파 반사법과 같은 고해상도 방법이 중시되고 있다. 해상도를 높이기 위해 적시에 현장에서 결과를 제출했으며, 최근 몇 년 동안 육지 최소 포검거리 고대역폭 반사 연속 단면법 (육지 음파 탐지기) 이 나타났다. 얕은 층 지층 단면법과 같은 전기 음향 방법은 항구 부두, 교량 부지, 해저, 강바닥 누적층 및 퇴적층을 탐사하는 데 중요한 역할을 한다. 음파법은 이미 암체 탐사, 암토 물리 역학 매개변수 측정 및 콘크리트 구조 품질 검사에 광범위하게 적용되었다. 표면파 탐사, 드릴링 투과 CT 및 교차공법도 효과적이고 유망한 방법이다. 그 중에서도 안정적 및 일시적인 표면파 탐사, 레일리 파동 분산 특성과 표면파 파장과 깊이의 상관관계를 이용하여 얕은 탐사와 동굴 탐사에서 좋은 효과를 거두어 사람들의 주목을 받고 있다. 말뚝 기초 검사에서 반사파의 역학 및 운동학 특징을 이용하여 다양한 특수한 방법을 형성한다. 공사 지구 탐사에서 파동의 동력 특성을 이용할 필요가 커지고 있으며, 측정된 암층의 수분 함량, 장석 옹벽의 그라우팅 품질, 콘크리트 품질의 측량 파일 등을 판단하는 데 성공한 경험이 있다는 점을 지적해야 한다. 천연 미진을 이용하여 대지 기초의 진동 스펙트럼과 우세주기를 측정하는 것도 건축공학 탐사의 내용 중 하나이다.
핵물탐사도 풍부한 방법으로 환경 및 공학 지질 작업에서 방사성 측정 방법을 자주 사용한다. 지질탐사에서 지질지도와 단층구조를 찾는 것은 흔히 감측법, 카법, 컵법, 라돈 측정법을 사용한다. 그것은 물질의 품질, 수분 함량, 수소 함량을 반영하는 양자와 열 중성자를 흡수하거나 산란시키는 데 사용되기 때문에 공사 품질 검사에 좋은 방법 중 하나이며, 콘크리트 품질 무손실 검사, 충전 압연 품질 검사, 아스팔트 포장 품질 검사 등에 광범위하게 적용된다.
고정밀 자기 측정 및 고정밀 중력 측정과 같은 다른 방법은 지질 지도에 성공적으로 적용되어 구조와 동굴, 인공 매장물 및 고고학을 찾았습니다. 지열 측정은 지하 온수 탐사에 널리 사용됩니다. 원격감지는 공사 부지 선정, 건물 찾기, 산사태 동적 모니터링, 산사태와 같은 나쁜 지질의 효과적인 수단이다. 원적외선 촬영과 카메라를 이용해 헐거운 암석, 구조의 갈라진 틈, 고인 물을 찾아 최근 몇 년간 공학계의 관심을 끌었다. 측량과 정적 탐침과 지구 물리 측량 기술의 결합은 환경과 공학 지구 물리 탐사에서 중요한 응용 내용이어야 하지만, 국내에서의 응용과 발전은 아직 부족하기 때문에 중시를 받아야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언)
환경 및 공학 지구 물리학 작업은 일반적으로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
대부분의 물체는 모두 얕고 작은 물체이다. 탐사 깊이는 수십 센티미터에서 수십 미터까지 다양합니다. 탐사 해상도가 높고 정량 해석 정확도가 높아야 합니다.
2) 탐사 대상의 분포 법칙을 규명할 뿐만 아니라 동굴과 같은 개별 객체의 공간 위치도 규명해야 한다.
3) 환경 공학 지질 작업과 밀접하게 통합되어 있습니다. 탐사 자료는 종종 설계나 시공에 사용되며, 시간이 밀접하게 연결되어 있어 탐사 결론을 적시에 검증하고 피드백을 받을 수 있으며, 작업 결론에 대한 요구가 높다.
4) 탐사 대상이 복잡하다. 얕은 층의 작은 목표 법칙은 복잡하고, 근지 지질 조건은 고르지 않고, 수평과 수직을 따라 비등방성이 심하며, 심지어 물성 매개변수도 점차 끊임없이 변화하여 자료의 정성과 정량 해석에 많은 어려움을 가져왔다.
5) 해결해야 할 환경문제는 대부분 공업센터와 대도시에 집중되어 있어 인위적인 소음에 자주 방해를 받는다. 지하 파이프 (선), 케이블, 고압선, 철도 등으로 인한 자기 간섭, 전자기 간섭, 산업 교통 진동 등 다양한 간섭을 억제하기 위한 효과적인 조치가 필요하다. 또한 환경 조사의 현장 작업 공간 (범위) 은 일반적으로 작기 때문에 지구 물리학 방법의 간섭 방지 및 유연성이 필요합니다.
현재 환경 및 공학 지구 물리 탐사는 주로 다음과 같은 측면에 사용됩니다.
1) 지역 지질 조사. 그 목적은 지역 (도시) 계획에 대한 직접적인 정보를 제공하는 것입니다. 그 내용은 지역 내 주요 단열구조, 주요 암토층 분포, 기암 풍화 상황, 건축기초 유지층 분포, 매장 깊이, 두께, 지진 구분 등을 규명하는 것을 포함한다.
2) 공학 지질 환경 조사. 부지 선정 및 엔지니어링 설계를 위한 기본 엔지니어링 지질 자료 (구조, 암석 분포, 암토역학 매개변수 등) 를 제공합니다. ); 프로젝트 주변에서 발생할 수 있는 지질재해 (산사태, 암용붕괴, 산사태류, 지하공사 물 돌입, 붕괴 등). ) 모두 예측됩니다.
3) 건설 또는 도로 굴착시 고급 예측. 지하철 등 지하공사, 깊은 기초 구덩이 굴착에서 모래층과 연약토층의 탐사, 댐 기초 발굴에서 약한 중간층의 탐사, 높은 사면 구조 균열 및 하역 균열의 탐사, 터널 손바닥면 앞의 불량 지질예보 등이 있다.
4) 건설 품질 및 엔지니어링 상태 테스트. 말뚝 기초 검사, 터널 라이닝 품질 검사, 콘크리트 품질 검사, 앵커 채도 검사, 지하 파이프라인 탐사, 터널 라이닝 상태 평가, 댐 및 저수지 누출 탐지 등이 있습니다.
5) 환경 지질학. 도시 지하수 오염, 지상 침하, 해수 침입, 방사성 오염 등의 문제에 대한 조사와 예측을 포함한다.
6) 수자원 조사. 지열 및 현장 열원 조사.
7) 고고학 및 문화재 보호 조사.
물리적 특성 매개변수 (예: 전기적 특성, 탄성, 자기, 밀도, 방사능 등). ) 지구 물리학 방법은 환경 및 공학 지질 문제를 해결하는 데 사용되며 적용 범위와 적용 조건은 표 0- 1 으로 대략적으로 요약할 수 있습니다.
표 0- 1 환경 및 엔지니어링 지구 물리학 방법의 일반적인 물리적 매개변수, 적용 범위 및 적용 조건
계속됨