时间：2023-02-28 15:32:48
导语：在地球物理论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
选题是做好毕业论文的关键环节，也是学生走向工作岗位前的综合训练。因此，指导学生毕业论文题目的选择是教师的重要工作之一。“勘查技术与工程”专业培养应用型高级人才，毕业论文的选题应结合科研和生产单位的需求。毕业论文选题的时间安排在四年级的生产教学之后，学生已经基本掌握了地球物理各方法的理论、野外工作方法和资料解释。有了各自的专业兴趣和对各专业课教师的了解。因此选题是选择专业方向和专业教师，在选题中注意以下几个方面。①让学生自己选择毕业论文方向。我们将毕业论文的选择权交给学生。尊重学生的意愿和兴趣，先了解学生的个人兴趣，以后从事工作的意向以及个人能力。②选题结合实际科研或生产项目。参加野外毕业实习的同学，根据在科研或勘查单位参加的科研和生产实际工作选题。这些结合实际的选题符合科研或勘查单位的需求，具有实用性。使学生所学的专业知识与科研、生产实际需求紧密结合起来，并且能够在毕业后最短时间内达到工作单位所需的能力要求。这样学以致用的论文题目，相当于一次实际工作练习。③专业教师的选择。学生选择好论文方向后，为了能够顺利地完成毕业论文，并得到良好的相关方面的锻炼，选择教师是很重要的一环。因为每个教师都有自己擅长的一面，比如有些教师擅长工程勘查、有些老师擅长资源勘探、有些教师擅长能源勘探、有些教师理论研究等。学生应该根据自己的选题方向，选择相应的教师，以便得到最佳指导。④教师在论文选题过程中的指导作用。学生选题只是选择了论文研究的方向，其中的细节需要教师进一步完善。确认学生适合的那种题目是应用型还是研究型。对于有明确目的的学生，例如毕业后从事地质找矿工作的学生、已经考取研究生的学生、有一定的计算机编程能力的学生、对某种地球物理方法有特殊兴趣的学生，针对不同的学生确定不同特点的毕业论文题目。主要的选题原则有以下几方面：一是从科研项目中选题。对于今后继续深造，具有较高的计算机编程水平和对地球物理方法有兴趣的学生，引导他们参加教师的科研项目，或到有关的科研单位参加研究工作，使他们尽快了解专业发展的新水平、新动向，参与到科研工作中，学习科学研究的系统方法，提高科研能力。学生在科研工作中，会巩固专业知识，了解自身的能力。二是从工程项目中选题。对于已经确定了就业单位，准备进入地球物理勘查实践的同学，选题可以来自勘查单位的工程项目。通过这些联系实际勘查项目的题目，学生对勘查单位的设备、勘探领域、资料解释方法有全面深入的了解。同时也认识到勘查单位对人才的要求，通过做毕业论文可以有目的提高学生自身的综合能力。在上述论文选题的指导思想下，近几年，桂林理工大学勘查技术与工程（物探方向）专业的毕业论文题目呈现多样化（如表1所示）。从表中可以看出，选择实践型题目的人数在近四年中是最多的，约占64.8%，选择结合型题目的人数约占18.1%，选择理论型题目的人数约占17.1%。这一比例符合我校勘查技术与工程（物探方向）培养高级应用型人才的培养目标，同时，也满足了一部分同学想要继续深入研究的愿望。
二、教师在论文编写过程中的指导作用
“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才，毕业论文写作期间，要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后，学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中，教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中，教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生，鼓励他们独立编程，激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生，则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理，比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中，资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果，并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分，在论文写作过程中，教师要指导学生学习必要的专业绘图软件，能够熟练地掌握绘图技巧，做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中，指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据，解释理论和解释结果的讨论，还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件，以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中，提高学生的科技写作能力。
三、毕业答辩
【关键词】水文地质，勘察方法，找水，综合运用
中图分类号：P331文献标识码： A 文章编号：
一、前言
伴随着现代科学技术的日新月异，水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上，也要关注并结合新技术、新理论，这样才更有利于进行找水工作，才可以使找水技术不断的更新发展。目前，我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。
二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用
随着我国经济的快速发展，我国总体而言，水资源的利用形式逐渐严峻，以许昌市为例，许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。
1.物探和钻探
(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。
(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔
隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遥感技术在地下水资源勘察中应用
遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术，它技术先进、探测范围大、信息量大，并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种：热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。
（一）热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料，通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是：地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化，从而导致冷热异常的现象，此现象便可在热红外遥感图像上显示出
来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。
（二）水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析，从而确定有利的蓄水构造，判断地下水的贮存情况。
（三）环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是：在干旱区域，植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约，其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。
（四）遥感模型法。
通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。
3.地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如
下：
（一）正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。
（二）对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低
（三）判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。
（四）岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
（五）划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。
地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，主要应用在以下4个方面：黄土孔隙、裂隙水探测；寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水；确定基岩裂隙带的富水性；判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。
三、结束语
随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
参考文献：
[1]-张少勇，刘伟超，田慧娟，李倩倩 现代水文地质勘察方法在找水中的综合运用[期刊论文] 《中州煤炭》 -2010年1期
[2]-邹慧峰 找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年12期
[3]-贤世荣 水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年20期
[4]-赵实 现代水文地质勘察方法在找水中的综合应用[期刊论文] 《技术与市场》 -2010年9期
关键词：矿产勘查 综合物探
中图分类号：C39
一、前言
科学的发展，对于金矿进行勘查的过程中，采用综合物探的方法，对于水文地质条件进行有效的勘测，进而能有效的了解矿井的地理结构。而矿产勘查的主要目在于通过少量的经费投入获取较好的地质效果，获取较大的经济效益。在过去多年的矿产勘查工作中，找矿实例表明在目前的工作中只有将地质、物勘、化探和钻探等多种方法综合起来，并且合理的运用和配合，进而实现良好的配合效果和最佳处理途径。
二、金矿成矿的必要条件
据了解，地壳中金的丰度为0.5×10―9，与地幔中的丰度相比，地壳中的丰度更低，地幔和地壳中富集着许多的金矿的成矿物质。从当下的开采和回收水平来看，从3×10―6的工业品位出发，当金在地壳中的浓集系数达到≥6×103时才可以成矿。所以，经过了地质作用的不少回富集之后才可以形成金矿；又因为金具有亲硫性，自然界中的金通常都是金的硫化物，与硫化矿物共生，相关资料显示，造岩金难被活化，而金的硫化物不难被活化。所以，对于金的富集有决定作用的关键取决于硫化物作用。构造岩浆作用和在构造岩浆作用背景上的金属硫化物富集作用是归纳金矿成矿的两个主要条件控制。所以，我们可以从硫化物的强度、碎裂状来看，也可以从其被角砾化的岩石及其在岩石中的赋存特征来分析原生金矿存在的位置。
三、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破，先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中，应用较多的地球物理勘查技术主要有：各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如，天湖铁矿的发现和勘查过程中，地面磁法发挥了重要的作用；可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为：1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型，物探方法起了关键性的作用。
四、综合物探概述
在矿产勘查工作中将地质、化探、物探、钻探等方法综合一起，进行恰当合理的分配，进而实现采矿目标和最佳效果要求，这就是综合物探。矿产勘查的主要目的在于多快好省地发现矿产资源的储存位置和储存规律，是通过少量的经费投入获取较好的地质效果，获取较大的经济效益。对于现阶段的矿产勘查工作而言，除了采用必要的地质勘查的前提，要确保勘查工作的科学性与合理性，保证勘查能够准确、完善的描述出矿产分布规律，以提高矿产开采要求。
在这种工作基础上，很到成都上取决于勘查方法与技术选择是否合理、科学。在工作中我们在强调具体地址问题、经济效益、有效的原则和选择适当的方法技术，要在工作中尽可能的发回综合物探方法的优势，进而因地适宜的解决现有问题。
五、综合物探的原理
所谓的物探技术就是根据各种岩石之间存在密度、电性放射性以及磁性等物理性质的差异，利用地球物理的原理，选用不同是物理方法和物探设备，进行工程区地球物理场的变化测量，以此来了解其水文地质以及工程地质条件的一种勘测方法。目前，由于单一的物探方法具有自身的局限性以及地质勘查具有复杂性，因此，我们在地质勘查中常常采用多种物探方法进行勘探和测试，这就形成了综合物探技术。综合物探技术是基于先进电子信息技术而逐渐发展起来的。由于不同的地质结构具有不同的物理特性，采用精密的电子器对地质结构进行探测，然后根据仪器反的信息数据和图像，对地质结构作出准确的定量分析，从而对勘探地质结构的岩石密度和辐射进行判断。通过综合物探技术可以很好的了解各个岩石层的岩石结构和岩石种类进而有效地完成地质勘查工作，为各种地下矿石能源的开采进行安全的指导。由于地质勘查工作的复杂性，针对不同的环境往往采用不同的物探技术，因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多。例电磁法、电流法、天然磁场法、无线电波法。
六、金属矿综合物探勘查技术的应用范围
1、在成矿带、矿田预测研究中的应用
综合物探技术在康古尔塔格成矿带找矿取得了重大突破，先后发现了石英脉型金矿、浅成低温热液型金矿、以铜为主的多金属矿及铜硫化物矿等类型矿床。
2、在矿产普查与勘探中的应用
在矿床普查、勘探中，应用较多的地球物理勘查技术主要有：各种地面磁法、布格重力、电阻率法、自电、激发极化法、电磁法、地震法和各种地下物探方法等。例如，天湖铁矿的发现和勘查过程中，地面磁法发挥了重要的作用；可可塔勒铅锌矿的找矿勘探史可归纳为：1/20万化探扫面发现异常―1/5万化探异常检查―1/2万地质、磁法和激电扫面圈定异常范围―1/2万TEM圈定矿体―TEM测深隐伏矿定位。该矿床的储量由小型变成大型，物探方法起了关键性的作用。
七、物探方法的选择与应用
首先，应对工作地区的研究程度进行系统地了解，充分认识工作地区待找矿床的地质、地球物理及地球化学特点，对收集的资料进行分析、归纳、整理及成矿背景研究。其次，应根据现有物探技术水平及地质找矿过程中要解决的实际问题，选择经济有效的地球物理探查方法。应根据工作区的具体地质条件确定物探目标物―与欲寻找矿产有某种关系，从而确定物探调查的目标物。要保证现有地球物理方法技术能找到该目标物，且工作方法在经济上是合理的，同时还要注意获取系统、完整的地球物理调查资料，这对全面认识矿区地质体地球物理场特征和后续找矿工作十分重要。
物探方法技术选择的基本原则是：方法技术的选择不仅要重视其先进性，更要重视其针对性、适用性和经济性；不仅要重视各种方法技术的组合，更要重视其有效配置；不仅要重视方法技术实施的时序，更要重视其时效。
八、结束语
综合物探法在矿产勘查中具有着间接找矿效果，尤其是在金矿勘查中效果最佳。在采矿过程中，运用各种物探方法来指导施工是很重要的并且也很必要，很大程度上消除了找矿过程中的盲目性。
参考文献：
1、王卓，综合物探方法在金矿勘察中的应用[J]，科技与企业，2013年第3期
2、董永胜 苗文学 李龙胜，浅析综合物探技术及在金矿勘查中的应用范围[J]，城市建设理论研究，2013年第31期
是一家国际著名的研究机构，还是一个掌握国际领先技术的科技公司？
这是任何人见到宋守根和他公司之后都会发出的疑问。
他的公司只有十几个人，却汇集了国际知名的地球物理学家、数学家；他的公司拥有中石油、中石化等中国巨型客户，同时公司成员却在国内外核心专业刊物上发表科研论文80余篇，其中多篇被SCI、EI、INSPEC三大检索机构检索，出版专著两本。
他始终怀抱着科研的痴情，却又把所有的积蓄都投入了新创办的公司之中。
他曾经回乡务农，却又终究凭借着一股拼搏的精神成为著名的教授。
他到底是个什么样的人呢？
从科学家到企业家
晨曦微露，天边一抹霞光渐渐变得丰腴妩媚。小草悄悄抖落一夜露珠，伸长婀娜的腰身，在晨光中轻歌曼舞。鸟儿呼朋引伴，在枝头唧唧喳喳地合唱。歌声在幽静的清晨穿越树林，钻进宋守根的耳朵里。
“我至今依然清楚地记得，那天鸟声格外嘹亮，我是被鸟儿们叫醒的。”3年后一个闷热的盛夏午后，宋守根坐在中关村科技园区留学人员创业大厦的办公室，回忆当初找到学术难题研究方法的“key”时，“从来没那么响亮过”的鸟儿鸣叫声依然历历在耳。
温哥华初夏的清晨凉爽而迷人，宋守根披衣坐起，还没来得及思考点什么，多日来萦绕心头的难题突然奔涌而出，对！用这种方法试试！
怎么从来没有想过这种方法？莫非这就是灵感？灵感在一刹那就这么突然降临了！宋守根赶紧拿起笔，惟恐灵感转瞬即逝。
他兴奋地推醒了还在熟睡的妻子。妻子揉了揉惺忪的双眼，睁大眼睛望着早已激动得有些手舞足蹈的宋守根。
“别太激动了！”一直担任宋守根学术研究成果第一听众的妻子柔声地提醒道，“论证了吗？”宋守根急忙坐到桌前，仅用了一个小时的时间，就把灵感演绎为严谨、缜密的学术语言。这项后来被命名为“地震逆散射序列深度成像与速度反演技术”为宋守根带来了无数的机会，也决定了他今后事业的发展方向。
宋守根，1960年出生，湖南人，加西科瑞新技术（北京）有限公司董事长。这是一家掌握世界先进的油气勘探核心技术的高科技公司。
说是公司，只有10余人；但这支小小的团队藏龙卧虎，汇集了国际实力派青年地球物理学家、数学家、计算机专家和有着丰富经验的数据处理工程技术师，还聘请了两位知名科学家作为开发设计负责人，他们在西方主要石油公司和勘探服务公司有十年左右实际研究和开发经验，并已成功开发知名公司的多项国际知名的核心产品，在国际学术界有突出贡献。
所谓“物以类聚、人以群分”。在科研领域享有盛名的宋守根强调，这支由他一手组建的优秀团队，其所有骨干人员全部从国外留学归来，在各自科研领域都是一流的顶尖级人物。这支团队在学术上瞄准前沿科学研究，在油气勘探地震成像领域取得了国际性领先成果，已在国内外核心专业刊物上发表科研论文80余篇，其中多篇被SCI、EI、INSPEC三大检索机构检索，出版专著两本。
取得如此骄人业绩的公司其实刚刚两岁，而公司创业时占据的科研制高点，为公司今后飞速发展创造了条件。目前，这支团队正致力于宋守根灵感所触发的“地震逆散射序列深度成像技术及其在微机机群上算法优化和硬件配套”技术的开发和研究。
近年来，宋守根作为第一负责人，主持完成了40多个（共4000多万元）科研技术开发和科技应用生产项目，解决了一些重大的技术难题，取得了较好的社会经济效益，积累了丰富的科技开发和解决实际问题的经验，为开发这套技术软件创造了前提条件。
双赢的人生转折
学者还是商人？学术界还是实业界？有时，人生的转折点往往就那么几步。
在去加拿大之前，宋守根是中南工业大学地球探测与信息技术专业教授、博士生导师。
1998年8月，应加拿大大不列颠哥伦比亚大学（UBC）的邀请，由对方出资，宋守根以访问科学家的身份出国，参与主持由世界五大石油公司和加拿大政府联合资助的国际合作项目《CDSST：特色地震技术发展计划》。
在加拿大，他发现，国外名牌大学的著名教授往往一边搞科研，一边在公司中应用自己的科研成果，学术研究和高科技产业紧密结合；学校用高薪聘请优秀人才，在学校研究出来的科研成果又用到公司里；既推动了公司的发展，还取得了学术成果，这一“双赢”模式启发了宋守根创业梦想。
1999年的一天，还在加拿大的宋守根在一个中文网页上，看到有关创业园的链接。他轻轻地点击了一下，没想到却点击出他人生的另一华彩乐章――钻出高深的象牙塔，凭着掌握的先进的油气勘探核心技术，走上学商结合之路，创办了加西科瑞新技术（北京）有限公司。
宋守根说，如果没有在加拿大4年的积累，包括学术、信息乃至视野，就不会有今天的成就，这4年在他的一生中占有极其重要的地位。
到达加拿大大不列颠哥伦比亚大学的第三天，他就做了两场学术报告，主要内容来自于他的学术研究核心――关于地震波的多分辨率传播模式及其成像过程。报告会的内容立即引起了加方教授的巨大兴趣，被邀请为研究小组的第二负责人。
同年12月，他在温哥华年会上做的报告，引起了加拿大泛太平洋石油公司的关注。会后，总部的两名技术专家赶到宋守根所在的大学，请他专门为他们两人做单独的学术报告。报告结束后，他们非常满意，当即拍板给UBC一个项目；同时，还给他一个项目在回国探亲期间完成。
这两次报告使宋守根声誉鹊起，赢得了同事们足够的羡慕眼神。
在加拿大，宋守根利用良好的科研条件、丰富的资料、迅捷的信息，特别是可以时刻关注到法国、美国、巴西、意大利、以色列的最前沿成果，努力开拓视野、加紧研究。
2000年春天，宋守根回国考察创业环境。此时，国家正着力推动高科技产业发展，中关村管委会以及创业园热情地为创业者提供各种信息、服务。为解决创业者的后顾之忧，还在房租、税收、家属安排等方面也给予了一定的优惠条件及解决方案，这让宋守根坚定了回国创业的信念。
一定要学有所用
其实，宋守根学以致用的思想产生得很早。
1976年，16岁的宋守根高中毕业后回乡务农，1978年考上了湖南吉首大学数学系，毕业后回到老家教中学数学。此时，一向喜爱读书的宋守根利用业务时间通读了《古今数学思想》。这本书谈到了牛顿、莱布尼茨、科西的数学成就与思想，也给了他极大的启发：牛顿在数学上取得成果，不是因为他专门搞数学，而是由于当时的数学不足以让他研究清楚力学问题，他才提出微积分的概念。如今，科学发展越来越细，同一专业不同研究方向的人都不能很好地相互了解，这么可能做出更大的学问？到底如何理解“学以贯通”？
宋守根决定从方法论上加以改进。
1986年，宋守根考取了云南大学研究生，选择了一个与数学、物理都相关的研究方向――数学物理方程及其应用。受导师严谨治学的学术熏陶，使他在运用数学物理的现代方法和金属矿的地球勘探方向上都打下了较好的基础，获得了偏微积分方程及应用方向的理学硕士学位。
毕业后没多久，他又自学完电动学、电磁学、磁场、电场、场论等课程，考取了中南工业大学地质系地球物理博士。
这次，他选择了学校还没有的石油地震勘探作为研究方向。在导师的支持下，宋守根坚定了走向了把所学学科的基础优势与专业相结合的道路。
1994年，宋守根被特聘为中南工业大学勘探地球物理专业教授。一次，他应邀去南京江苏地球物理学会讲地震成像的课程。会后，各油田的技术人员团团把他围住，询问课上所讲的理论什么时候能开发成软件。这意味着宋守根的研究有着广阔的实用前景。
是啊，学以致用，学而不用何为学？此后的一个多月里，宋守根常常夜不能寐，辗转反侧。
对，在方法论上找突破口。能否把数学专业的基础、地球物理的问题提炼成数学物理的问题，用数学的方法解决，用计算机的实验方法作为平台，设计计算机软件解决工程问题？这可以实现从实践到理论，再从理论到实践的过程。他提出了一个粘弹性波动方程方法，可以提高地震成像分辨率。
找到了突破口，宋守根有些激动。
以后的日子里，他走向了科研与实践相结合的道路上。自1995年推出第一个应用技术后，一发不可收拾。在1996年和1997年，他参加了国家九五攻关项目，在大港油田和塔里木盆地的油气勘探中做了五项科技服务合同，为学校引进300万元的科研经费。塔里木盆地的成像处理还得到了有关部门的高度肯定，使他初次尝到了科研一旦运用于生产所带来的巨大效益。
1998年出国之前，宋守根在学术上已经小有造诣，并获得了多项荣誉：
1998年，国家教育部评选“跨世纪优秀人才培养计划”，宋守根榜上有名，当时也是勘探地球物理专业唯一的入选者；作为中国有色金属总公司第一批第一层次跨世纪学术和技术带头人，他获得过湖南省科技进步二等奖等多项殊荣，被评选为湖南省第三届“十大杰出青年”。
抢占油气勘探市场的话语权
加拿大优美的环境没有挽留住宋守根回国创业的梦想。
2000年，在家人的支持下，他把这些年积攒的所有资金都投入到创业中，但起步阶段还是有些艰难。所幸的是，中关村科技园区向银行推荐了宋守根并做担保，50万元的贷款成为创业初期的启动资金。
随着业务的发展和资金的逐步到位，公司的战略目标越来越长远，因为他们掌握着具有自主知识产权的新勘探技术――地震逆散射序列深度成像与速度反演技术。可以说，加西科瑞新技术（北京）有限公司的诞生就是这一技术的象征。
我国几大盆地做过多轮油气勘探，对于较简单的地质结构上的大型油气田早已经发现，剩下的就是当今技术无法探明的复杂地质条件下的隐蔽性油气藏。如果没有对现有的勘探开发技术有新的突破，就难以发现新的大型油气田。
无疑，技术是取得石油市场勘探话语权的决定性因素，而人体医学成像技术给了宋守根莫大的启发。
油气勘探地震成像技术（暂且简称为勘探CT），与医学CT有异曲同工之妙。它们同属于信息探测技术，而所要寻找的部位都隐藏在看不见、摸不着的介质内部。尽管人体CT要比勘探CT容易得多，因为有人体解剖学来验证人体CT。但通过地球物理学家的努力，仍然形成了以波动方程地震偏移成像技术为核心的以及与之配套的系统数据处理技术。实践也已经证明，这套技术对于相对简单的地质结构的油气勘探已经取得了很大成功。但它的致命弱点是，对复杂地质速度模型的隐蔽性油气藏，它无能为力。这也是目前国际油气技术发展的重点、热点、难点。
目前，偏移成像需要预先获得速度模型，根据速度模型来实现地震成像。而地下世界千变万化，这一理论却只适用于简单地质模型。
现今工业界最常用的技术还是对速度模型依赖性不强的时间偏移成像技术，它的成像信息建立在地震数据上，具有客观性，但这一技术理论前提是地质模型均匀，对于变化较大的模型，则不能正确成像，也就是说必将导致勘探的失误。这也是在我国西部前陆盆地和复杂崎岖海底油气勘探中，时间偏移成像技术由于地质结构复杂而不能很好地应用的原因。
虽然深度偏移成像建立在速度模型准确的前提下，但勘探本身的目的本来就是搞清地下速度模型，在成像之前不可能得到准确的速度模型。显然，这种深度偏移方法所得到的成像结果客观性不强、可操作性不强。
如何利用地质速度模型依赖性不强的地震深度成像技术，找到复杂地质构造条件下的隐蔽性油气藏，成为众多著名研究机构竞相研究的课题。其中最关键问题是如何有效地实现对地下结构的准确成像，通俗地理解，就是给地质内部做CT。
此时，加拿大大不列颠哥伦比亚大学开展利用地震波逆散射波序列进行了不依赖于速度模型的多次波去除的研究，取得了一系列好的理论成果。1998年，在该大学作为访问科学家的宋守根提出了利用逆散射波序列理论进行深度成像和速度建模的设想，得到了专家们的热烈响应和大力支持。
在以后三年的时间里，宋守根系统地完善了这一理论。它攻克了深度偏移成像技术长期以来速度模型的致命弱点，应用推广后，将全面提高油气地震数据深度成像的客观性和准确性，为寻找我国西部和深海复杂地质条件下的隐蔽性油气藏提供关键性的技术手段。这一具有世界领先水平的、拥有完整的自主知识产权的新技术，将为我国在国内外的油气勘探中带来重大的实用工业价值，也为增加我国战略石油储备提供可靠的技术保障。
同时，这一技术为我国在境外进行新区油气勘探或购买油气田区块减少开发风险和投资，加速在国外建立石油能源基地，抢滩国外油气资源丰富地区，实现我国能源走出去战略步伐具有重大意义。
当年来自加拿大清晨的灵感，如今已经发展成为油气勘探领域的一项崭新技术。
现在，走过科研创业初期的宋守根已不满足于思考技术的应用与推广、融资与发展、市场与人才，那只是一个现代企业的“初级阶段”。如何加大管理力度，增强执行力，引进职业经理人是加西科瑞新技术（北京）有限公司的下一个蓝图。
“我把企业文化基础搭建好以后，就要退出了，给年轻人一个施展才华的更大舞台。”刚刚44岁的宋守根意味深长地说道，“一个现代企业最重要的不仅是拥有高深的技术，还要善于管理与经营，而制度建设永远是长远性的……”
关键词：地震勘探 物探技术 发展趋势
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0237-02
物探技术是一门应用性为主的学科，不言而喻，它的应用领域十分广泛。在地质找矿、军事工程、工程物探、工程质量检测等方面发挥着重大作用，对于保障国对民经济稳定发展有着重大意义。在工程方面，物探技术更是和工程如影随形，在工程选址、工程质量检测方面，都应用十分广泛。
在矿产资源勘查过程中，我们首先需要对各种物探方法和仪器有着充分地了解，再根据具体的工作目的选择合适的物探方法和仪器，这样才能更好更准确地完成勘探任务，因此各种物探方法的特点及适用范围以及所采用的物探仪器，我们都要进行认真地比较研究。地震勘探作为一种主要的物探方法我们更要加以重视和研究。在实际工作中，经验的积累对于工作的展开也是有很重要的指导意义，所以，要在掌握理论方法和仪器设备使用的基础上，注重实践经验的积累。
1 地震勘探技术的发展历程
地震勘探技术随着现代相关技术的发展而不断发展，取得的成就也进一步丰富。事物是运动发展的，运动是绝对的。就像我们的宇宙，时时刻刻都处于之中。随着中国的崛起强大，国家对于科学技术的需求越来越高，其中也包括地震勘探技术。
回顾地震勘探技术的发展历程，地震勘探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中。至今它已经形成了一个复杂、庞大而完整的科学体系。数学、物理、计算机以及地质学的各个分支都渗透到这个领域之中，因此，地震勘探变成了一门综合性的科学，它的发展可以按如下时间进行划分。
30年代，地震勘探技术第一次飞跃，由折射地震法改进为反射法；50年代，地震勘探技术第二次飞跃，出现多次覆盖技术；60 年代，地震勘探技术第三次飞跃，出现了数字地震仪及数字处理技术；70年代初期，地震勘探技术第四次飞跃，出现了偏移归位成像技术；70年代后期，地震勘探技术第五次飞跃，出现了三维地震勘探技术；90年代，地震勘探技术第六次飞跃，出现了高分辨率与三维地震结合。
2 地震勘探仪器的发展
地震勘探仪器主要是记录地震波，按地震波的记录方式，地震勘探仪器的发展已经历了6代。
第一代是电子管地震仪，一般称模拟光点记录地震勘探仪。这代地震仪大多数由电子管制成。由于光点感光方式的限制，其动态范围小，仅有20 dB，频带宽约10 Hz，采用自动增益控制，记录结果不能作数字处理。第二代是晶体管地震仪，一般称模拟磁带记录地震勘探仪。大多数采用晶体管电路，利用磁带记录，可多次回放，并可作多次叠加和数据处理。动态范围达50 dB，频带宽为15～120 Hz，采用公共增益控制或程序增益控制。第三代是集成电路地震仪， 一般称数字磁带记录地震勘探仪器。这代地震仪采用二进制增益控制方式和瞬时浮点增益控制。它把检波器输出的信号转化为数字化信息，记录在磁带上。其动态范围为120～170 dB，频带宽为3～250 Hz以上，记录的振幅精度高达0.1%～0.01%。第四代是大规模集成电路地震仪，一般称早期遥测地震仪。遥测地震仪由许多分离的野外地震数据采集站和中央控制记录系统组成。第五代是超大规模集成电路地震仪，通常称为新一代遥测地震仪，为多种数据传输模式的地震仪。第六代是全数字遥测地震仪，采用是全数字化地震数据传输与记录系统。从21世纪初（2002年）开始，主要标志是采用微机械电子技术成功制造数字地震传感器，从而从技术上解决了传统模拟地震检测器制约地震勘探发展的瓶颈问题。包含地震勘探技术的物探技术与经济发展始终处在互动的良性循环之中，工业化的生产需求推动着物探技术不断创新，物探技术的进步极大地促进了工业的发展。目前，地质勘查的难度越来越大，重大实际问题正在促进地球物理极限的延伸，向物探技术提出了新的挑战。
3 地震勘探技术的现状
3.1 地震勘探仪器设备现状
诸多的勘探新技术对勘探仪器和设备提出了越来越高的要求。宽方位角采集在成像分辨率、相干噪声衰减以及辨识定向断裂等方面的优点已经越来越引起大家的重视。数字检波器振幅校正、温度变化、时效性、可靠性和稳定性远远优于常规的机械式检波器，而且它为全数字输出，有较好的电磁兼容性能，动态范围大、信号畸变小，具有优异的矢量保真度。对于目前的地震勘探的应用已经非常成熟，软硬件的开发水平随着科技水平的提高也越来越高。其中地震勘探的仪器和设备也逐渐趋向于智能化、高速化、轻便化和特色化。
3.2 地震勘探技术现状
近几年来，随着物探装备的发展，地球物理勘探技术特别是地震勘探自从在石油工业中应用以来，始终处于不断的发展和改进中。以高分辨率地震、高精度3D地震、叠前偏移成像、山地地震、高精度重磁等为代表的勘探地球物理技术，以约束反演、属性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等为代表的油藏地球物理技术正跃上新的台阶。特别是随着近些年来，电子技术、计算机技术、信息技术等相关学科的飞速发展，地震勘探已经从最初的一维勘探到现在的三维甚至是四维勘探。从单分量到现在的多分量，从简单的构造勘探到寻找隐蔽岩性油气藏。
地震相干解释技术、地震相分析技术、波阻抗反演技术、三维可视化技术等为代表的一系列新技术的出现，以及神经网络在数字处理中的应用，在实际工作中得到了全面推广应用和发展。用于地震数据处理和解释的软件，在后期的数据处理解释的过程中是必不可少的。常见的数据处理软件有Geocluster、Seimic等，常用的解释软件比如：Landmark、Jason等一些著名的解释系统，并且在实际应用中，很多功能都在不断的扩展，以适应地震数据处理。总之，随着相关学科的发展，科学技术的进一步提升，地球物理所应用的软硬件也在进一步提高。
4 地震勘探技术的未来发展趋势
4.1 地下探测趋势
科学技术的发展，使得地震资料的处理和解释的水平有了更进一步的发展。新技术和新方法层出不穷，并将投入到实际的生产和应用中。随着油田勘探开发的深入，地球物理正从一种勘探工具向油藏描述和检测工具过渡。大量的地震数据和地下的VSP测井和钻井紧密结合，使我们能够从地面数据中挖掘越来越多的地下信息。地球物理将伴随着人们对地下资源的不断需求而不断发展。
4.2 高分辨、高可靠性、实时成像趋势
在工程物探巨大市场需求的带动和计算机技术的推动下，未来几年工程物探技术与新仪器的开发将呈现良好的势头，开发水平将大大提高，新仪器将以高分辨、高可靠性、实时成像仪器为主流。
4.3 静态向动态过渡趋势
精确的油藏表征是油藏管理及生产最大效率的关键步骤。油藏的静态表征数据是地震数据孔隙度等，用作标定的数据主要是VSP测井、钻井等获取的地质数据，油藏的开发是一个动态过程，因此静态表征须向动态表征过渡。在整个油田的开采过程中，静态油藏特性如孔隙度、渗透率等和动态数据都将会得到更新。油藏模型已从最初的简单模型不断优化，指导整个油田的合理开采。
4.4 新技术勘探趋势
5 主要物探技术比较
5.1 磁法勘探
以岩、矿石间的磁性差异为基础，通过观测与研究天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。用途：寻找磁铁矿（直接找矿）；寻找含磁性矿物的各种矿产；地质填图；地质构造等。特点：理论成熟，轻便、快速、成本低，但应用范围不够广。
5.2 电法勘探
以岩、矿石间的电性差异为基础，通过观测与研究天然及人工磁场的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途：地质构造；寻找油气田、煤田；寻找金属与非金属矿产；水、工、环地质问题等。特点：三多：参数多，场源多，方法多；二广：应用空间广，应用领域广，但受地形及外部电磁场干扰大。
5.3 地震勘探
以岩、矿石间的弹性差异为基础，通过观测与研究地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途：地层分层；地质构造；寻找油气田、煤田；工程地质问题等。特点：探测深度大，精度高，但要放炮，工作难度大，破坏环境。
5.4 放射性勘探
5.5 物探新方法
6 结语
随着中国的崛起强大，国家对于科学技术的需求也越来越高，其中也包括地震勘探技术。总之，地震勘探技术是一门以应用为主的学科，它是以不同岩、矿间物理性质的差异作为基本的和必要的前提条件，以各种设备仪器为重要手段，应用领域十分广泛，对国民经济和国防有重大影响的一门技术科学。技术的进步将推动地震勘探技术的革新，现今存在的诸多问题也将会被解决，而且对于地震勘探技术的投入也在不断地扩大，新的技术也将会不断的被应用，我们相信新技术的发展和应用将会带来更多的经济效益。
参考文献
关键词：喀斯特；岩土工程勘察技术；承载力参数选取；确定
Abstract: Geotechnical engineering work is the goal of the engineering geological conditions to find out the seat of the construction project, to analyze the geological problems of concrete, to provide scientific basis for the design and construction of the construction project. This paper introduces in detail the geotechnical engineering in karst areas of Karst survey and related technology, determination and selection principle of the rock and soil bearing capacity parameters, through theoretical research and perfect for geotechnical engineering investigation of Karst landform area provide theoretical support, to ensure the safety and smooth construction of the project.
Keywords: Karst; geotechnical engineering technology; bearing capacity parameters determination;
中图分类号: TU449 文献标识码:A文章编号:
0 前言
喀斯特是外文的音译，简单理解即岩溶，指的是一种水对碳酸盐、石膏之类的可溶性岩石的冲蚀、溶蚀等作用以及伴随而生的现象的总称。由此而产生的地貌，我们称之为喀斯特岩溶地貌。喀斯特岩溶地貌在全世界有广泛的分布，而在我国也有很大的分布区域，主要集中在广西、云南及贵州等省份，在这些地区由于长时间的流水侵蚀作用，容易形成岩溶塌陷区，这对地面建筑物或构筑物将是巨大的威胁。在喀斯特岩溶地区进行各项工程项目建设，做好岩土工程勘察工作显得尤为重要。岩土工程勘察工作涉及到许许多多专业的理论和技术，需要从业人员扎实地掌握这些知识，以便于更好的完成工作。下文将为读者详细介绍具体的岩土工程勘察方法技术以及各岩土参数选取的方法，最后通过一个工程实例更加具体地描述相关技术在实践中的应用情况。
1 简述喀斯特岩溶地区的岩土工程勘察相关技术
岩土工程勘察技术多种多样，勘察工作最基本的方法是勘探和取样，勘探是运用特定方法了解地下岩体的相关特性；取样是为了提取岩土样品进行鉴定，获取第一手的岩土特性资料。常见的勘察技术主要有以下几种：一、常规钻探方法；二、地球物理勘探；三、工程地质勘察；四、遥感技术；五、示踪试验；六、模型试验；七、工程地质原位测试技术。
1.1 钻探技术
钻探技术依靠特定的岩层钻探设备，钻入岩土层中，提取岩土样品做进一步的分析，以便揭示工程地下岩体的特性。钻探技术作为一种重要的岩土工程勘察技术，早已经在实践中得到广泛的使用，钻探技术分析出的最终结果将作为工程项目设计、施工以及评价中重要的基础资料。岩土工程钻探工作应包括以下内容：（1）鉴别岩层岩性，确定岩层埋深和厚度；（2）查明勘探范围内的地下水的分布情况；（3）提取符合要求的岩土样品、水样品并进行各种试验。
1.2 地球物理勘探技术
地球物理勘探技术，简称物探技术，是一种以地下岩石的性质或地球的某些物理特性为理论基础，运用相关技术手段，进一步揭示地下岩层的构造及岩层特性的方法。常见的物探方法有电测井法、浅层地震勘察以及高密度电阻率法等，电测井法是一种常见的地球物理勘探方法，用于确定地下含水层厚度、位置以及涌水量等相关水文地质参数。在上世纪九十年代，地质雷达和层析成像技术已经相当成熟，广泛应用于岩溶地区塌陷区、溶洞等分布情况及形态的勘察。地质雷达的优势在于能直接及时地了解岩溶形成的空洞管道系统中的水气压力变化情况，能有效对岩溶地区地面沉降量进行监测。地球物理勘探有利于大范围岩溶分布情况的勘察，该勘探技术准确度容易受到外界因素的影响，还需要进一步改进。
1.3 工程地质勘察与测绘技术
工程地质勘察与测绘是一种实地调查的方法，需要深入实地调查了解喀斯特岩溶地貌、地下水分布情况、岩土的岩性，并进行测绘工作。工程地质勘察与测绘能够对喀斯特岩溶的分布情况有个整体性的了解，有利于地质勘探工作的深入开展。相比于其他方法，工程地质勘察与测绘技术操作性强，简单实用，能够取得所需的有效数据。
1.4 遥感技术
遥感技术是建立在航空航天技术基础上的一项较为新颖的技术，常见的遥感技术，大多是借助运行于地球外空间的卫星，对地面地貌进行测绘。遥感技术还包括航空遥感、雷达遥控传感及红外线遥感，长期的实践证明，遥感技术在对岩溶地貌的研究工作起到很好作用，大大提升了科研的效率，适用于大面积区域的遥测。遥感技术主要适用于国家大型建设项目的选址，比如三峡水坝等，而普通的工民建项目不提倡使用该技术，成本较高。
1.5 示踪试验
利用示踪元素等对岩溶地区地下水进行一定时期的观测试验，查明地下溶洞的分布范围以及联通情况。示踪试验操作比较简单，对人员素质要求不高，最终的试验结果可靠，但该法只适用于地下溶洞存在流水的情况，没有地下水无法进行示踪试验。
1.6 模型试验
在实验室，模拟实际岩土、水流的现状，制作一定规模的模型，研究不同条件下地下岩溶地基的侵蚀程度及侵蚀后的整体稳定性，该法适用于理论研究。
1.7 工程地质原位测试技术
工程地质原位测试技术主要依靠动力触探和标准贯入这两项试验，对地下溶洞及岩溶塌陷区的堆积物进行测试分析，以便于了解其工程地质性质和岩层的承载力。工程地质原位测试技术是一项应用时间较长的技术，操作简便，成本低廉，易为工程人员所接受。
2 喀斯特岩土层承载力参数的确定
喀斯特岩溶地区岩土层承载力参数一般主要有：
①岩层承载力参数：岩层承载力特征值fak(kpa)、以基岩为持力层的桩桩端阻力极限值qpk(kpa)；入岩段桩侧阻力极限值qsk(kpa)。
②土层(一般粘性土、红粘土、碎石土、回填土)承载力参数fak(kpa)：土层段桩周侧阻力极限值qsk(kpa)。
2.1.岩层承载力特征值的确定
2.1.1岩层承载力特征值fak(kpa)和桩端阻力极限值qpk(kpa)的确定
①桂林喀斯特岩溶地区的岩层主要是上泥盆统融县组（D3r）灰岩、桂林组（D3g）灰岩，下石炭统岩关阶（C1Y）泥炭质灰岩。影响岩层（体）承载力的因素主要有：岩石的风化程度、破碎程度、岩溶发育程度等。选作地基持力层的岩层通常是指中风化或中-微风化的岩石层；强风化或全风化的岩石层只宜按碎石土使用。
②岩层承载力特征值fak(kpa)和桩端阻力极限值qpk(kpa)的确定
在实际钻探工作中，经野外识别鉴定后随机选取有代表性的岩芯样（不少于6组，3块/每组），在实验室做饱和单轴抗压强度试验，根据实验结果并按如下经验公式确定岩层承载力特征值fak(kpa)和桩端阻力极限值qpk(kpa)。
公式： qpk(kpa)=1000ΨRW（kpa）；fak(kpa)=1/2·qpk(kpa)。
RW～岩石饱和单轴抗压强度标准值（Mpa）；
Ψ～折减系数，系经综合岩层（体）的风化程度、破碎程度、岩溶发育强度等因素后
的经验系数。取值：0.2～0.3。要求岩层（体）是完整或比较完整。实际工作中
应根据岩层（体）的完整性适度把握。
【例】桂林市*****小区详勘,拟建建筑楼高26层。场地内下伏基岩为上泥盆统桂林组（D3g）灰岩，岩石为较硬岩，岩体比较完整，岩体质量等级为Ⅲ级。根据其岩石饱和单轴抗压强度试验结果确定其岩层承载力特征值fak(kpa)和桩端阻力极限值qpk(kpa)如下：
桩端阻力极限值：qpk(kpa)=1000Ψfrk（kpa）=1000（0.20）30.63≈6000（kpa）。
岩层承载力特征值： fak(kpa)=1/2·qpk(kpa)=1/2·7600≈3000（kpa）。
岩石饱和抗压强度检测报告
工程名称：*****住宅小区报告日期：2012.10.09 表1
2.2 土层承载力特征值的确定
桂林喀斯特岩溶地区土层主要有：中上更新统-全新统冲洪积成因（Q2-3a-pl、Q4al）的一般粘性土层（包括粘土、粉质粘土）、碎石土、第四纪溶余堆积或残坡积成因（Qel-s、Qel-l、Qdl）的红粘土、次生性红粘土、碎石土等。土层承载力特征值的确定主要是依据常规土工试验结果和现场原位测试（标准贯入试验和动力触探试验）结果，并按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（2009年版）和《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》DBJ/T45-002-2011有关要求确定。
2.2.1一般粘性土承载力特征值的确定
野外钻探编录应由有一定工作经验的编录员担任，对各土层的颜色、成份、结构、物理特性等做好现场记录、描述、鉴别，并进行准确分层。然后对各土层分别取土工试样，进行室内土工试验。
对一般粘性土取Ⅰ级（或原状土）土工试样，对主要土层的取样数不应少于6件（组）。室内土工试验主要测定计算土的含水量W（%）、天然密度ρo(g/cm2)、天然孔隙比eo、液限WL%、塑限Wp%、液性指数IL、塑性指数Ip、压缩比a1-2(Mpa-1)、压缩模量Es(Mpa)、粘聚力C（kpa）、内摩察角Φ（°），对于红粘土或次生红粘土应增加：含水比αw、液塑比Ir、自由膨胀率δef(%)等。取样后接着做原位测试（标准贯入试验）。根据土工试验结果和标准贯入试验结果综合确定该土层承载力特征值fak(kpa)、压缩模量Es(Mpa)。
对于碎石土则应取颗粒分析样，在室内土工试验中进行颗粒分析，测定计算颗粒样中的卵砾砂粘粒的含量。取样后接着做原位测试（重型动力触探试验）。根据颗粒分析结果和重型动力触探试验结果综合确定该碎石土层承载力特征值fak(kpa)、压缩模量Es(Mpa)。
【例】桂林市*****小区详勘，拟建建筑楼高7层，框架结构。场地内上覆土层为中-上更新统冲洪积成因（Q2-3a-pl）的粘土，呈褐黄色，湿，可塑状，强度中等，土层厚度6-8m。该层取Ⅰ级土工试样6件，经土工试验其主要物理力学参数见《土工常规试验成果表》和《土工试验主要物理力学参数统计表》；该层做标准贯入触探试验6次，平均锤击数5.8击/30cm。根据土工试验结果和标准贯入试验结果综合确定该土层承载力特征值fak(kpa)、压缩模量Es(Mpa)如下：
附表2.《土工常规试验成果表》附表3.《土工试验主要物理力学参数统计表》
附表4.《标准贯入试验成果表》
制表： 审核：
①据土工试验结果查附表5-4土层承载力特征值：fak(kpa) = 203kpa。
②据标准贯入试验结果查附表5-9土层承载力特征值：fak(kpa) = 163.45kpa。
综合土工试验和标贯试验成果，并结合在本地区的工作经验，该土层承载力特征值：fak(kpa) = 160kpa。压缩模量Es(Mpa)=6（Mpa）。
3 工程实践---喀斯特岩溶地区综合物探方法的应用
3.1 工程地形地质概括
工程项目名称是南方某花园小区，占地面积30.68公顷，小区建筑群包含有25栋高层住宅楼、5个篮球场、6个网球场、4个地下车库以及2个健身会所。小区所处的场地位于一个岩溶平原和谷地平原的相交部位，属于典型的喀斯特岩溶地貌。小区三面环山，北面为宽阔的岩溶平原，山峰的平均高程为286.56米，场地中心地段平均标高为158.46米。其中小区西边方向的地下有两条发育比较完全的地下河，流向东端远处的漏斗落水洞区。经过勘察，落水洞底部平均标高为135.47米。此外，小区所在地处于一个北东走向倾斜构造中。
该小区建设项目所在地属于岩溶发育较强烈区，上覆土层为第四系中-上更新统（Q2-3apl）冲洪积层，为一般粘性土，稍湿-湿，可塑状，底部或对应于溶沟、溶槽部位多为软-流塑状粘性土；下伏基岩为上泥盆统桂林组（D3g）灰岩，灰-浅灰色，细晶结构，中厚层状，岩溶发育较强烈。
该项目勘察，除采用常规工程地质钻探等技术方法外，尚需配合于工程物探技术（波速），水文工程勘察等方法技术。
3.2 工程地球物理特性
小区场地内下伏基岩为上泥盆统桂林组（D3g）灰岩，纵波在灰岩中传播的波速较快，而在黏土中比较慢；在不良地质体发育的地带，波速也会变慢。此外，灰岩的电阻率高于黏土，不良地质体的电阻率也处于一个较低的数值。由上可知，无论是在波速或是电阻率上，岩层、土层以及不良地质体间都存在着明显的差异，这就为物探中电阻率测试法或浅层地震勘探法创造了有利条件。
3.3 具体的物探方法
根据实际的情况，本次物探采用电阻率测试法和浅层地震勘察法进行勘察工作，最终目的是查明上覆土层的厚度，了解下伏基岩中溶洞、裂隙的位置及分布规律。
高密度电阻率测试法，通过使用先进精密的高密度电法仪对地学实行层析成像。高密度电阻率测试法能查明地下覆盖层的岩层厚度，探查地下不良地质体的分布位置及地下溶洞的发育情况。
浅层地震勘察法分为两种，一是多波列地震映像法；二是面波法。多波列地震映像法使用的勘察与检测系统工作效率比较高，该系统可以快速地对现场采集而来的数据进行综合分析，通过设备的数据处理，工程人员可以及时地了解勘察区域内的地层情况。面波法的原理是面波在某种介质中传播的频散特性、速度和介质的力学性质具有紧密的联系。通过反馈回来的波速等信息，我们可以依据此划分地层。而频散特性能反映出地下岩溶、裂隙及不良地质体的分布情况。
3.4 勘察结果
经过具体勘察，小区全部的建设区域得出了足够量的多波列地震映像以及电阻率法剖面，同时也得到了十多个地震面波勘探点。再根据收集到的其它探测数据，可以绘制出物探推断剖面图、等高线图、面波波速断面图等，最后综合各项图纸，分析出建设区域内所有的溶洞、裂隙以及不良地质体。依据最终的勘察成果，在工程建设中可以按场区进行划分，分为稳定性高、中、低三个层次，为以后小区的建筑物布局提供依据。
4 结语
如上文赘述，喀斯特岩溶地区的岩土工程勘察相关技术对实际的勘探工作具有重要意义，岩土层承载力参数的选取也涉及到后续的设计与施工。随着技术的不断完善，相信在不久的未来，岩土工程勘察工作将更加便捷，更加高效，为建设项目安全顺利的进行打下扎实基础。
参考文献
[1] 曹英武.王哲.岩溶区工程物探地电特征分析[J].中国勘察设计,2008,(7):12-13.
投稿指南
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[关键词]矿井瞬变电磁法；井下超前探测；多匝小回线
中图分类号：P412文献标识码： A 文章编号：
引言
随着物探技术的不断发展，在煤矿防治水工作中越来越多的应用了物探方法，综合物探技术已成为水文地质探测的重要手段。特别是近年来发展出来的多匝小回线装置形式的矿井瞬变电磁技术，凭借其体积效应小、探测方向性强、探测距离大、分辨率高、对含水低阻体敏感等特点，在对巷道掘进头前方断层及其破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等构造的赋水性的快速准确预测、预报有着非常重要的作用。下面结合山西某煤矿的瞬变电磁法勘探实例进行说明。
一、矿井瞬变电磁法工作原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，来解决有关地质问题的时间域电磁法。
瞬变电磁法与其它电法相比，具有以下特点[1]：
（1）观测断电后的纯二次场，克服了复杂的一次场补偿问题，同时受地形影响较小；
（2）单脉冲激发就可得到多信息的整条瞬变电场衰减曲线，通过加大发射功率和多次叠加，可大幅度地提高信噪比，加大勘探深度。
二、工作方法技术
考虑到井下巷道空间的限制，为了能有效的探测巷道迎头含水构造以查明迎头是否存在富水异常区域，矿井瞬变电磁法一般采用重叠回线装置，发射和接收线框为2m×2m矩形回线。这种装置既可以在狭窄的巷道空间中方便的进行各种角度的旋转、位移，也增加了发射功率，保证了探测深度[2]。
在巷道迎头做超前探测具体施工中，根据探测任务要求,可以通过调整线圈与巷道底板之间的角度改变线圈法线的指向,来获取巷道掘进头前方不同水平层位上的地电信息（如图1）。 即从巷道迎头的一侧开始，首先使发射、接收回线装置的法线垂直巷道侧面进行测量，然后旋转回线装置，使装置的法线方向与巷道的侧帮分别成一定、逐渐增大的夹角进行探测；当回线装置的法线方向与巷道迎头界面垂直时，根据其主迎头断面的宽度布置2～3个测点；到巷道迎头另一侧时再同刚才一样旋转回线装置。
图1 掘进迎头测点布置示意图
Figure 1 Sketch Map of Point Arrangement in Extraction Heading
三、资料解释
瞬变电磁资料解释，就是根据勘探区域的地球物理特征、TEM响应的时间特性和空间分布特征来确定地质构造的空间分布特点，例如，覆盖层厚度变化、垂向岩性分层和岩层的横向变化情况，断裂破碎带和其它局部地质构造目标的位置、形态、产状、规模、埋深等。瞬变电磁法勘探成果的资料解释应以理论及模拟图形为基础，以测区的物性差异为前提，结合地质及其他物化探方法和工作环境进行，对资料的定性分析和解释是资料解释中最重要和最基本的部分，定量解释在定性解释的基础上进行。采区瞬变电磁测深资料的解释步骤为[3] ：
（1）调查测区的已有地质物探资料，确定测区地层、目的层的地球物理特性。
（2）格式转换：即把原始数据从由瞬变电磁仪中存储的数据格式，经过专用程序处理转化为计算全区视电阻率可用的特定数据格式，并剔除干扰畸变点。
（3）根据实测电位衰减时间响应曲线换算成视电阻率的时间曲线，由于采区水文勘探要求目的层较深，一般可采用晚期场定义的视电阻率公式计算，若考虑浅部目标，则应采用全区视电阻率公式计算。
（4）对视电阻率进行反演解释（时深转换），将曲线反演转换成曲线。
四、工作实例
山西某矿的东风井在在掘进过程中,与主井掘进头还有300m将贯通,据地质资料,在其掘金方向左侧顶板可能有采空区存在，其具置与积水性不明，为排除透水隐患，保证安全掘进，需查明掘进头前方是否存在采空区积水[4] ～[6]。
（一）装置形式及其参数选择
本次勘探使用澳大利亚产SIROTEM-Ⅲ型仪器。瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置，采用多匝2mX 2m矩形回线，发射4O匝，接收线框。采样时窗为：1～34，叠加次数：64，时间采用标准时间序列。掘进头按图1所示布置测点11个，分别对顶板、顺层与底板方向的探测。
（二）探测结果
数据采集完成后，经过数据的解释处理，画出等电位扇面图，如图2。由于发射电流关断时间过长,造成早期数据严重畸变,致使约20m的近距离信息无法分辨。由于巷道为工字钢与金属锚网支护,故图2(a)中侧帮1~4号测点与10~11号测点视电阻率值较低,约5-10Ω·m。掘进头正前方未受到工字钢与锚网影响,故视电阻率值较高,约20~100Ω·m。
因此在迎头正前方约100米范围内视电阻率等值线无明显异常变化，且视电阻率值相对较高，可推断在巷道迎头前方100m范围内没有富水区域，也无其他的富水异常构造。
图2 二维探测结果（a）巷道迎头前方底板；（b）巷道迎头前方顺层；（c）巷道迎头前方顶板
Fig.2 Achievement Graph of 2D
结论
应用结果表明,矿井瞬变电磁法可以用于掘进头前方采空区积水的超前探测,能准确圈定积水的位置,其在井下巷道超前探测方面具有施工方便、对施工空间要求不高、成本低、技术比较成熟、效率高的优点，特别是可以在狭小的巷道迎头空间中工作和数据采集效率高，不影响煤矿巷道的正常掘进，是其他方法所不具备的。但对积水量仅能做定性评价而不能给出定量解释,视电阻率断面图上探测异常区域分布比实际积水区间要大,且侧帮测点易受到金属锚网支护的影响,同时由于采用多匝小回线装置形式,发射电流关断时间过长,存在近距离探测盲区。相信随着该技术的不断发展与完善,必将在煤矿含水构造体的超前预报中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]汤金云.矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统研制[D].徐州：中国矿业大学硕士论文,2012
边界来吸收反射波。文中主要是基于Kelvin-Voigt模型，介绍了二维黏弹性边界，在二维黏弹性人工边界的理论基础上，引入了黏弹性边界的弹性系数和阻尼系数，然后利用大型通用有限元计算软件ANSYS，实现了对该边界吸收情况的有限元模拟，并且得到了较好的吸收效果。
关键词：Kelvin-Voigt模型 黏弹性边界 有限元
引 言
正演问题是地球物理理论计算中存在的基本问题之一，所谓正演问题就是给定场源的分布，求解场值的大小。从应用角度来讲，地震学问题主要是求解反演问题，但是为了求解反演问题，往往首先要解正演问题，两者是相互关联的，正演是反演的基础，因此研究正演问题是非常必要的，地球物理正演在石油勘探中占据十分重要的地位。通常求解正演问题有三类方法，分别是解析法、模型实验法和数值模拟法，其中数值模拟法的应用最为广泛，正演的数值计算方法很多，最常用的方法有两种，分别是有限差分法和有限单元法。
在无限域介质的瞬态波动问题模拟中，一种广泛采用的数值模拟技术是引入虚拟的人工边界，从无限介质中切取出有限尺寸的进场计算区，然后对计算区采用有限元技术完成运动微分方程和物理边界条件的时空离散化，使对波动的模拟归结为代数和算术运算，从而实现对真实波动的直接模拟。因此，在波场数值模拟中，必须选用合理的有边界限制的有限空间域，以使实际模拟是可行的，并保证计算量在计算机可承受的范围内，但在引入假定的边界的同时，往往会产生虚假的边界反射。针对该问题，在采用有限元进行模拟时，通常采用时间域的黏弹性边界来处理虚假的边界反射波，从而使得从边界反射的能量最小。本文主要介绍了基于柱面波动方程建立的二维黏弹性边界模型，并利用大型通用有限元计算软件ANSYS，针对该边界对于纵、横波的吸收情况进行了模拟实现。
一、二维黏弹性人工边界
1.二维黏弹性人工边界理论
黏弹性边界是Deeks在研究黏性边界的基础上提出来的，该边界采用物理元件构成人工边界，具有良好的低频稳定性。黏弹性人工边界的推导过程同黏性边界相类似，在假设边界上不存在能量反射的前提下，基于二维散射波为柱面波的情形推导出任一半径处，以为外法线的微元面上应力同该处速度和位移的关系，具体推导过程如下：
极坐标中柱面波运动方程为：
（1.1）
式中：为介质的平面位移，t为时间变量；r为到中心的距离变量；为剪切波速，，G为剪切模量，为质量密度。
对于从坐标原点发射出的柱面波可以得出下式：
（1.2）
由式（1.2）和剪应力计算公式，可推导出任意半径r处以矢径为外法线的微元面上，应力同该处速度和位移的关系：
（1.3）
令 （1.4）
由上可以看出，如果在半径处截断介质，同时在截断的边界上施加相应分布的物理元件―黏性阻尼器和线性弹簧后，就可以在很大程度上消除散射波在人工边界上的反射，即可较为精确地模拟波由有限域向无限域的传播。
2.二维黏弹性人工边界参数
黏弹性人工边界上的应力条件，是一种连续分布的人工边界条件，当采用有限元方法将计算模型离散化以后，黏弹性人工边界也将被离散化。然后，采用集中处理的方法可以得到集中黏弹性人工边界，即在一定面积范围内，只设置一组黏弹性边界物理元件，此时，黏弹性人工边界可以等效为：在人工截断边界的单元结点上，设置法向和切向的并联弹簧阻尼器单元，即Kelvin-Voigt模型。法向和切向的弹簧系数和阻尼器的阻尼系数按照公式（1.5）、（1.6）取值：
式中：、分别为法向和切向弹簧的弹性系数；、分别为法向和切向阻尼器的阻尼系数；R为波源至人工边界点的距离；A为人工边界结点在边界上的等效面积；、为介质的P波和S波波速；、为法向与切向黏弹性人工边界修正系数。
二、黏弹性人工边界在有限元模拟中的实现
ANSYS是一种实用性非常强的大型通用有限元计算软件，该软件的应用范围非常广，遍及工业的各个领域，具有较好的实际应用效果。现在我们将该软件用于模拟黏弹性人工边界，进而观察该边界对纵、横波的吸
（下转第页）
（上接第页）
收效果。
在ANSYS软件中，选用Combine14单元来做黏弹性边界，图1为Combine14单元的示意图，I、J为节点，k为弹性系数，c为阻尼系数。图2是弹簧在ANSYS数值模拟计算中的黏弹性人工边界模型，在节点B处的切向弹性系数和阻尼系数由式（1.6）计算得到，法向弹性系数和阻尼系数由式（1.5）计算得到。
三、算例分析
该算例为一个二维均匀弹性空间问题，该模型的四周边界都是黏弹性人工边界。力学模型如图3所示，在模型中心位置A处，按照箭头方向施加主频15kHz的正弦波力源。
介质参数：剪切模量和密度分别取为，，泊松比，剪切波速度，纵波速度。
采用ANSYS参数画建模型，计算区范围取宽2m，深2m，用四边形单元剖分，单元类型为PLANE42，单元尺寸为10mm。介质截断边界处设置切向和法向的弹簧阻尼单元，单元类型采用Combin14，弹簧阻尼器单元一端与边界结点耦合，另一端固定。计算时间取1500us，时间步长为3us。
根据模拟效果可得出：运用模拟的黏弹性人工边界来同时吸收纵、横波时，具有很好的吸收效果，即没有纵、横波反射回来；运用模拟的该边界来只吸收纵波时，纵波被很好地吸收了，同时还有反射回来的横波；运用模拟的该边界来只吸收横波时，纵波反射了回来，但由于部分反射回来的纵波和部分横波相遇发生叠加，使得该边界对横波的吸收效果不是很好，有待于进一步解决。总体来讲，黏弹性边界可以很好地吸收边界反射的纵、横波。
四、结论
本文基于Kelvin-Voigt模型，在二维黏弹性人工边界的理论基础上，引入了黏弹性边界的弹性系数和阻尼系数，并利用大型通用有限元计算软件ANSYS，实现了对该边界吸收情况的模拟。在ANSYS中，经算例分析表明，采用上述方法可以很好地吸收边界反射的纵、横波，从而避免了由假定边界所导致的虚假边界反射。
参考文献：
[1] 刘晶波，王振宇，杜修力等. 波动问题中的三维时域粘弹性人工边界.工程力学，2005，22（6）：46-51.
[2] 刘晶波，谷音，杜义欣. 一致黏弹性人工边界及粘弹性边界单元.岩土工程学报，2006，28（9）：1070-1075.
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