地球物理勘探（简称“物探”）是指利用不同地质体具有不同的物理性质（密度、磁性、电性、弹性、放射性等）对地球物理场产生的差异为基础，利用各种仪器接收、研究天然的或人工的地球物理场的变化，以了解相关地质资料的勘察技术手段。

物探是当前地质灾害防治工程地质勘察中采用的先进技术手段之一。地质灾害防治工程勘察中常用的物探方法有电阻率法、自然电场法、充电法、激发极化法、地质雷达探测、无线电波透视法、地震勘探、声波探测、放射性法、电磁法、综合测井法等。

（一）物探方法选择的一般原则

在开展物探工作之前，应充分搜集以往的物探资料和遥感资料，研究前人物探工作的方法和成果，地质与物探人员一起进行现场踏勘，了解工作区的物探工作环境和工作条件。根据地质灾害防治工程勘察的具体需要和勘察区的地形、地质、外部环境和干扰因素等具体条件，根据不同物探方法的原理、应用条件和应用范围，因地制宜地选择物探方法。尽可能采用多种物探手段，充分发挥其特长和互补性，扬长避短，并互相验证。布设一定数量的钻孔和坑探工程对物探成果予以验证，提高其成果的准确性和应用推广价值。同时，考虑测井和透视探测的配合应用。

（二）物探方法选择的技术要求

根据设计书提出的物探任务，遵照有关物探规范，编制专门的物探设计书或在总体勘察设计中列入物探的专门章节。按审批后的设计进行勘察、资料整理、报告编写和成果验收。物探技术要求按现行的专业标准执行。对专业标准尚未能包容的手段，应根据有关资料或经验等自行编制并报上级主管部门或专业部门审批，审批后作为暂行标准使用，其中有以下7点说明：

①对地质体物性不明、勘察效果有争议的，在开展物探工作之前，应先开展适量的试验工作。

②主要物探剖面应与工程地质剖面和勘探剖面一致，并首先进行物探剖面探测，在数量上物探剖面应多于投入钻探或坑探工程的勘探剖面。

③地面物探的探测深度，应大于崩滑体厚度、裂隙深度、控制性软夹层的深度和钻孔深度。

④物探异常点附近及勘探重点地段，应加大工作量，提高探测精度。

⑤尽可能利用声波检测来获取岩土体的弹性力学参数和岩土体质量评价参数。

⑥已施工的钻孔，应进行综合测井，搜集详细的地质资料，准确分层及确定崩滑带及软夹层的位置，为监测仪器的埋设和监测资料的分析提供准确的地质资料。

⑦当物探成果难解、多解或有争议时，应采用多种方法或其他勘探手段进行综合判断。

（三）常用物探方法的应用条件及其解决的主要问题

1.电阻率法（电剖面法、电测深法）

应用电剖面法的有利条件是：被探测的地质体与围岩的电性差异显著，电阻率稳定或有一定的变化规律，地质体有一定的宽度和延伸长度，接触界面倾角大于30°，覆盖层较薄，地形较平坦。

应用电测深法的有利条件是：一定延伸规模且层位稳定的电性标志层，地电层次不多，相邻电性层间有显著的电阻率差异，水平方向电性稳定，电性层与地质层基本一致，层面与地面交角小于20°，各层厚度相对于埋深不太小，地形较平坦。

应用电阻率法的不利条件是：在探测目的层的上方有电阻率极高或极低的屏蔽层，表层电阻率变化很大且无规律；有严重的工业游散电流和大地电流干扰；地形急剧起伏。

电阻率法可用于解决以下问题：

①第四系覆盖层厚度，划分第四纪与下伏基岩界面。

②含水层的埋深、厚度及分布。

③岩溶、裂隙的埋深及分布。

④覆盖层较薄时基岩风化厚度。

⑤覆盖层较薄时，探查下伏地层中褶皱、岩脉、断层的位置与产状。

⑥探查崩滑体边界条件（裂隙、隐伏裂隙、断裂面、溶蚀面等）、软夹层、崩滑体底部界面（土体富水带、下伏基岩面、滑带等）。

2.自然电场法

自然电场法是通过观测和研究自然电场的分布以解决地质问题的一种方法，因为被探测的地质体与围岩必须有一定的电阻率差别和较大的接触电位差，所以可以通过此方法进行找矿勘探等。当地下水埋深较浅，流速较大时，探查的地质对象应是脉状或条带状。在探测中，非目的层的松散覆盖层厚度应小于4 cm，工作区内无高频电台及不稳定工业电流的干扰。

自然电场法用于解决以下问题：

①探测地下水，寻找富水带、地下水通道。圈定渗漏带，测定地下水流向。

②寻找不同岩性接触带、裂隙带及岩脉。

③寻找裂隙、溶洞等。

④寻找崩滑体富水带和充水带，判定滑移式崩塌底部滑带富水性。寻找裂隙，判定裂隙的充水性；探查崩塌体的岩体结构、岩性接触带、破碎带、裂隙带；探查地下采空区、老窿；探查崩积床的埋深、崩积体底部的富水性。

3.充电法

充电法是将电源的一端接到良导体上，另一端接到无穷远处，供电时良导体成为一个“大电极”，其电场分布取决于几何参数、电参数、供电点的位置等。因此，可以通过研究电场的分布规律来了解岩体（矿体）的分布、产状和埋深。充电法应用条件有以下3个方面：

①含水层埋藏深度不太深（小于50 m），含水层数不多，地下水流速较大（大于1.0 m/d），地下水矿化度微弱的地层。

②要求探测对象的电阻率远远小于围岩电阻率，围岩岩性比较单一，地表介质电性均匀稳定，接地条件良好，没有游散电流的干扰，地形起伏不大。

③岩溶孔洞及裂隙的充填物（或其他地质体）的电阻率远低于围岩的电阻率，且延伸长度大于埋深。埋于地下的充电体必须有露头，或是天然露头或是人工露头（浅井、泉眼、钻孔、坑道等）。

充电法一般用于探测地下暗河、含水层、富水断裂带、地下水流向和流速等。在崩塌勘察中，可用于探测充水裂隙、岩溶的埋深及形态，探测钻孔充水段及地下水的流向、流速，被低电阻率物质充填的裂隙、岩溶、破碎带，还可用于钻孔中的变形监测，尤其在变形较大的土质滑移式崩塌中具有良好效果。

4.激发极化法(www.daowen.com)

激发极化法是指根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。探测对象要有足够的规模，要求测区内金属矿物、石墨、炭化岩层较少，无严重的工业电流干扰，测区的背景值变化相对稳定，表层有良好的接地条件。

激发极化法用于寻找地下水，与电阻率法配合可有效地确定含水层的埋深、分布范围及开采价值；也可用于探查古洪积扇、岩溶、充水断层破碎带。在崩塌勘察中，探测危岩体内和裂隙内的地下水及采空区内的地下水。

5.地质雷达探测

地质雷达探测主要用在平斜洞、竖井和地面探测，用于调查地层岩性、断层、裂隙、软夹层、滑带、岩溶、采空区和地下水等。探查崩塌体边界、底界、裂隙充水情况、采空区分布和矿渣压密情况等。

6.无线电波透视法

无线电波透视法探测的对象必须是良导体或其电阻率远小于围岩的电阻率。探测对象对电波的屏截面（即垂直于传波路径的地质体的截面）足够大，沿传波方向的厚度大，对电磁波能量吸收大。

无线电波透视法主要用于探测岩溶、富水断裂带，地下水及其主要通道和岩层划分。在崩塌勘察中，主要用于勘察充水裂隙、滞水导滑的软夹层、滑带的分布、危岩体内岩溶、富水断裂带及地下水等。

7.地震勘探

被探测地质体应有一定的厚度，其波速应大于上覆地质体的波速。对于反射波法，反射界面两侧介质的密度和传播速度的乘积（称为介质的波阻抗）不相等且差异大时，界面倾角与地表地形坡度接近或界面倾角较缓（3°～15°）时效果较好；对于折射波法，要求被探测界面相对地面的视倾角Φ<（90°-i）（i为折射波临界角）。

地震勘探可用于解决以下问题：

①探测第四系厚度、下伏基岩埋深及基岩面的形态。

②探测第四系松散沙砾层中潜水面深度，追索埋藏深槽及古河床。

③查明含水层水平和垂直分布形态。

④探查基岩风化程度及风化壳厚度。

⑤探测断层、裂隙、裂缝、隐伏裂隙、岩溶和软夹层等。

⑥探测崩滑体厚度、岩土体结构、滑带、崩塌体边界、底界、控制性结构面（断层、裂隙、软夹层等）、崩塌体内上层滞水及含水层、地下水位、裂隙充水状况；崩塌堆积体厚度、堆积床形态、埋深、崩积体内地下水。还可利用波速对岩体进行工程地质分类，并提供动弹性模量和泊松比等测试成果。

8.声波探测

声波探测在地面、水面、钻孔、竖井和平斜硐室内均可进行测试。跨孔探测孔距可达70 m，地质声波剖面测深可达100 m。

声波探测可用于以下测试：

①岩体动弹性力学参数，如动弹性模量（Ed）、动泊松比（Ud）、动剪切模量（Gd）、动体积压缩模量（Kd）。

②岩体质量评价参数，如岩体完整性系数（I）、岩体风化系数（W）、裂隙系数（N）、岩体弹性波指标（Zw）、准岩体抗压强度（qw）。

③岩体结构的弹性波分类及评价（块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构）。

④进行土体的分层及评价。

⑤卸荷带及风化带的测试评价。

⑥断层和断层破碎带的测试。

⑦软弱结构面、滑带的探测及其动弹性力学参数。

⑧硐穴、裂隙定位。

⑨地下硐室及人工边坡开挖松动范围的测定。

⑩地应力测量及岩体内应力变化监测。

⑪岩体灌浆效果检测，混凝土质量检测。

⑫声波地质剖面测制及工程地质单元的划分。

⑬水下地貌及地质结构勘测。

几种物探方法的应用范围及适用条件见表3.7。

表3.7　几种物探方法的应用范围及适用条件

（四）应提交的主要物探成果

物探试验结束后，应提交物探实际材料图、各种物探方法的柱状图、剖面图、平面成果图、解译推断地质平面图和剖面图、物探成果验证地质图、典型曲线解译等图，提交动弹性力学参数、岩土体质量评价参数、物探剖面、点位测量成果和物探成果报告及验证报告。