工程地球物理的目的

地下結(jié)構(gòu)是三維的，一維鉆孔或標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)（SPT）雖然探測(cè)效果較為直觀，但其探測(cè)范圍較小，成本較高，只能提供單點(diǎn)區(qū)域信息，無(wú)法做到大面積探測(cè)，而工程地球物理則以其探測(cè)范圍廣，技術(shù)手段豐富和價(jià)格相對(duì)低廉的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。

工程地球物理方法主要應(yīng)用于

• 探索構(gòu)造薄弱區(qū)，避免地陷或沉降；

• 確定土壤動(dòng)參數(shù)，從而計(jì)算地基強(qiáng)度；

• 圈劃地質(zhì)結(jié)構(gòu)，避免不良地質(zhì)、空洞等；

• 施工監(jiān)測(cè)，如避免隧道掘進(jìn)機(jī)被卡死等；

S波在工程地球物理中的優(yōu)點(diǎn)

地震探測(cè)對(duì)巖石機(jī)械性能較為敏感，可通過(guò)測(cè)量獲得巖土工程師所需的巖石和土壤力學(xué)參數(shù)；

• 與剪切模量直接相關(guān)；

• 相比P波探測(cè)分辨率更高；

• 不受地下水位影響；

• 與應(yīng)力引起的各向異性直接相關(guān)；

剪切模量與S波地震探測(cè)的關(guān)系：

G=ρ·Vs2,其中G為剪切模量，ρ為介質(zhì)密度，Vs為S波波速。

不同探測(cè)方法的剪切模量與剪切應(yīng)變比例關(guān)系

相比P波探測(cè)分辨率更高：

與P波探測(cè)相比，在同樣的介質(zhì)中，S波往往振幅較大，而波速較低波長(zhǎng)較短，振幅較大則信號(hào)質(zhì)量好，波長(zhǎng)較短則分辨率高。

同介質(zhì)條件下S波與P波的波長(zhǎng)對(duì)比

不受地下水水位影響：

S波一般無(wú)法在流體中傳播，水作為孔隙流體對(duì)S波傳播沒(méi)有貢獻(xiàn)。

地下水會(huì)到導(dǎo)致P波探測(cè)分辨率降低，而S波不受影響

與應(yīng)力引起的各向異性直接相關(guān)：

S波在傳播過(guò)程中具有水平極化（SH）和垂直極化（SV）兩個(gè)極化方向，可獲取更多的地質(zhì)構(gòu)造與巖石物理參數(shù)信息。

S波的水平極化與垂直極化

S波在工程地球物理中的應(yīng)用

• 孔中波速測(cè)試（DHT）；

• 跨孔波速測(cè)試（CHT）；

• 跨孔層析成像；