電法勘探

通過對人工或天然電場（或電磁場）的研究，獲得巖石不同電學(xué)特性的資料，以判斷有關(guān)水文地質(zhì)及工程地質(zhì)問題。最常用的是直流電法勘探，主要研究巖石的電阻率和電化學(xué)活動性，可分為電阻率法、自然電場法和激發(fā)極化法等。

電阻率法

自然界中各種巖石的導(dǎo)電性能不同。一般情況下，巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中的致密灰?guī)r的電阻率都很高，超過10～歐姆·米，只有當(dāng)它受風(fēng)化，構(gòu)造破碎時，由于含泥量增多，水分增加時，其電阻率值才降到102）歐姆·米級或更小。含泥質(zhì)沉積物或含高礦化度地下水的砂礫石層，其電阻率較低（10～102）歐姆·米級）。電阻率法常用于探測風(fēng)化殼的厚度，覆蓋層下新鮮基巖面的起伏、盆地結(jié)構(gòu)形態(tài)、儲水構(gòu)造，追索古河道，圈定巖溶發(fā)育帶，確定斷層位置等。電阻率法的工作原理如圖1所示，通過A、B兩個電極向地下供入電流（IAB），并通過M、N兩個電極測量供電所形成的電位差（ΔUMN）。代入ρ=K·ΔUMN/IAB式，便可計算出電阻率ρ。式中K為裝置系數(shù)，由各電極間的相互距離確定。一般地下并非單一均勻地層，由上式計算的電阻率并不代表某一地層的真電阻率，故稱為視電阻率ρs。電極排列方式（裝置）不同，其探測效果亦異。例如，固定裝置，沿剖面測線逐點測量視電阻率值，可獲得沿剖面線的視電阻率曲線，它反映巖性沿剖面線變化的情況，稱為電剖面法（圖2）。若固定測點，不斷擴大供電電極A、B的距離，使電流在地下分布空間不斷擴大，相應(yīng)的勘探深度則越來越深。其相應(yīng)于不斷增加的電極距（AB/2）的視電阻率曲線（電測深曲線），反映了電阻率隨深度變化的情況，即為電測深法。用量板或計算機程序?qū)η€作解釋，可劃分出不同深度、具有不同電阻率的地層。

聲波探測

利用聲波（或超聲波）對巖體進行探測的方法。由于頻率高、波長短，因此分辨率高。主要用于測定巖體的物理力學(xué)參數(shù)、確定洞室?guī)r石應(yīng)力松弛范圍、探測溶穴及檢查水泥灌漿效果等。但是，由于巖石對高頻波的吸收、衰減和散射比較嚴(yán)重，因而探測的距離不大。聲波探測可分為主動和被動兩種方式。

主動方式

由聲源信號發(fā)生器（發(fā)射機）向壓電材料制成的換能器發(fā)射一電脈沖激勵晶片振動，產(chǎn)生聲波向巖石發(fā)射。聲波在巖體中傳播，經(jīng)接收換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號送至接收機，放大之后在示波管屏幕上顯示波形圖。從波形圖上可直接讀出聲波的初至?xí)r間，再根據(jù)已知的探測距離，計算出聲波速度。

被動方式

觀測巖體由于受力變形過程中所釋放出來的應(yīng)變能引起的聲波?？捎靡粤私鈳r體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等。

井中無線電波透視法

無線電波是指頻率在幾十萬赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時常被強烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū)，用它探測溶洞效果甚好。工作時，將發(fā)射機和接收機分別置于相隔一定距離的兩個鉆孔內(nèi)，若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時，沿井軸各點接收到的無線電波信號較強，如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時，則在低阻體的背面形成一個無線電波信號被強烈衰減的陰影。運用“交會法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。

常用物探方法及特點

①電法勘探：包括電測深法、電剖面法、高密度電法、自然電場法、充電法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁測深法、瞬變電磁法等；

②探地雷達：可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、單孔法、多剖面法等；

③地震勘探：包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法；

④彈性波測試：包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等；地震波法可選用地震測井、穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試等；

⑤層析成像：包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等；