2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球物理學(xué)在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在地質(zhì)災(zāi)害勘查中，若需探測(cè)淺部富水區(qū)或軟弱夾層，通常優(yōu)先考慮采用的方法是？A.淺層地震反射法B.重力法C.探地雷達(dá)D.自然電場(chǎng)法2.地球物理勘探中，"視電阻率"是一個(gè)等效參數(shù)，它主要受到哪些因素的影響？A.地下介質(zhì)真電阻率、電極距、電極排列方式B.地下介質(zhì)密度、磁化率、傾角C.地下介質(zhì)孔隙度、飽和度、滲透率D.地震波速、衰減系數(shù)、頻率3.對(duì)于滑坡體內(nèi)部的富水區(qū)進(jìn)行探測(cè)，哪一種地球物理方法相對(duì)更為有效？A.大功率電阻率法B.磁法C.探地雷達(dá)D.微重力法4.在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的地球物理勘查時(shí)，選擇合適的工作方法首要考慮的因素是？A.勘查區(qū)的地形地貌B.可獲得的儀器設(shè)備C.預(yù)期探測(cè)的深度和目標(biāo)體的性質(zhì)D.地方政府的審批意見5.地震反射法在探測(cè)城市地面沉降成因時(shí)，主要目的是？A.尋找淺層滑動(dòng)帶B.精確定位地下水脈C.探測(cè)基巖頂面深度和結(jié)構(gòu)，識(shí)別人工空腔D.測(cè)定地磁場(chǎng)的空間變化6.電阻率法中，當(dāng)探測(cè)目標(biāo)為低阻異常體（如富水區(qū)、軟弱帶）時(shí)，在均勻介質(zhì)中，其視電阻率值相對(duì)于周圍高阻介質(zhì)是？A.增大B.減小C.不變D.趨于無(wú)窮大7.地面沉降監(jiān)測(cè)中，連續(xù)使用同一點(diǎn)位的地球物理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其主要目的是？A.獲取不同深度的地球物理場(chǎng)信息B.跟蹤地下介質(zhì)物性參數(shù)隨時(shí)間的變化C.提高單點(diǎn)測(cè)量的精度D.對(duì)比不同地球物理方法的效果8.探地雷達(dá)（GPR）在地質(zhì)災(zāi)害勘查中主要利用電磁波的什么特性來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)？A.橫波傳播B.縱波傳播C.電磁波的反射和折射D.電磁波的吸收和衰減9.地球物理反演的目的是？A.將觀測(cè)到的地球物理場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物理參數(shù)分布圖B.對(duì)野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的整理和顯示C.對(duì)地球物理異常進(jìn)行定性解釋D.選擇合適的地球物理勘探方法10.地質(zhì)災(zāi)害地球物理勘查報(bào)告中，通常需要重點(diǎn)闡述的內(nèi)容不包括？A.勘查區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景B.野外數(shù)據(jù)采集的技術(shù)細(xì)節(jié)C.地球物理數(shù)據(jù)的模擬合成D.勘查區(qū)未來(lái)十年的降雨預(yù)測(cè)二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電阻率測(cè)深法的基本原理及其在滑坡勘查中可能獲得的信息。2.簡(jiǎn)述探地雷達(dá)（GPR）技術(shù)的基本原理及其在探測(cè)泥石流潛在危險(xiǎn)區(qū)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。3.簡(jiǎn)述選擇地球物理方法勘查地面沉降時(shí)需要考慮的主要因素。4.地震波在穿過(guò)不同介質(zhì)分界面時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象在地質(zhì)災(zāi)害勘查中有何意義？5.解釋什么是“地球物理異?！?？在地質(zhì)災(zāi)害勘查中，識(shí)別和解釋地球物理異常的基本思路是什么？三、論述題1.試論述地球物理方法在探測(cè)活動(dòng)滑坡滑動(dòng)帶方面的應(yīng)用原理、常用方法及需要注意的問(wèn)題。2.假設(shè)你需要為一個(gè)山區(qū)城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)一個(gè)地球物理勘查方案，以評(píng)估該區(qū)域發(fā)生滑坡和泥石流的風(fēng)險(xiǎn)。請(qǐng)簡(jiǎn)述你將如何選擇和組合不同的地球物理方法，并說(shuō)明選擇這些方法的理論依據(jù)。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.A4.C5.C6.B7.B8.C9.A10.D二、簡(jiǎn)答題1.原理：電阻率測(cè)深法通過(guò)向地下供入電流，測(cè)量不同深度的供電電極間的電位差，根據(jù)歐姆定律計(jì)算地中某點(diǎn)的視電阻率，從而了解地下電性層的分布。它是利用電流在地下介質(zhì)中流動(dòng)時(shí)遇到的電阻差異來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)的一種直流電法。信息：通過(guò)分析測(cè)得的視電阻率隨深度的變化曲線（視電阻率剖面），可以了解滑坡體與周圍基巖或土體的電性差異。通常，滑坡體內(nèi)部的富水帶、軟弱夾層或風(fēng)化破碎帶可能呈現(xiàn)相對(duì)較低的視電阻率異常，而完整的基巖則呈現(xiàn)相對(duì)較高的視電阻率。據(jù)此可以推斷滑坡體的邊界、厚度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及富水情況，為滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供依據(jù)。2.原理：探地雷達(dá)（GPR）向地下發(fā)射高頻電磁波（通常為MHz到GHz頻段），當(dāng)電磁波在介質(zhì)中傳播遇到電性或幾何界面（如地層分界面、空洞、侵入體邊緣、埋藏物等）時(shí)會(huì)發(fā)生反射，接收器接收這些反射波，通過(guò)分析反射波的時(shí)間、振幅、相位等信息來(lái)成像地下淺層結(jié)構(gòu)。優(yōu)勢(shì)：GPR具有探測(cè)深度相對(duì)較淺（通常幾米到十幾米，甚至更深）、設(shè)備輕便、操作靈活、數(shù)據(jù)采集快捷、成像直觀等優(yōu)點(diǎn)。在泥石流勘查中，可以利用GPR探測(cè)淺層地層的結(jié)構(gòu)、識(shí)別松散沉積物的分布范圍、探測(cè)潛在的滑動(dòng)面或富水層、發(fā)現(xiàn)淺層空洞或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而圈定泥石流潛在的補(bǔ)給區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和早期預(yù)警提供依據(jù)。3.因素：*災(zāi)害類型與發(fā)育機(jī)制：不同的地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、泥石流、地面沉降等）其形成機(jī)理和賦存環(huán)境不同，需要針對(duì)性地選擇方法。例如，探測(cè)滑動(dòng)帶需關(guān)注其電性、結(jié)構(gòu)特征；探測(cè)富水區(qū)需關(guān)注地下水流系統(tǒng)。*探測(cè)目標(biāo)的位置與深度：淺層目標(biāo)（如幾米到十幾米）適合采用GPR、淺層地震、電阻率法等；深層目標(biāo)可能需要考慮地震折射/反射、重力、磁法等。*探測(cè)精度要求：不同的方法和儀器組合具有不同的探測(cè)精度和分辨率，需根據(jù)工程要求選擇。*場(chǎng)地條件與環(huán)境：勘查區(qū)的地形（平坦、山區(qū)）、覆蓋層性質(zhì)、空間限制、作業(yè)安全等因素都會(huì)影響方法的選擇。*成本與時(shí)間限制：不同方法的設(shè)備投入、人力成本、數(shù)據(jù)采集和解釋時(shí)間各不相同，需在預(yù)算和時(shí)間允許范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。4.現(xiàn)象：當(dāng)?shù)卣鸩◤囊环N介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)分界面時(shí)，一部分能量會(huì)被反射回原介質(zhì)（形成反射波），另一部分能量會(huì)透過(guò)界面繼續(xù)傳播到第二種介質(zhì)（形成折射波）。反射波和折射波到達(dá)接收點(diǎn)的時(shí)程、振幅和波形會(huì)發(fā)生變化。意義：地震波的能量轉(zhuǎn)換和傳播路徑變化，直接反映了地下介質(zhì)分界面的存在及其物理參數(shù)（如波速）的差異。通過(guò)分析反射波和折射波的記錄，可以確定界面的深度、產(chǎn)狀（傾角），推斷地下不同層次介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、厚度、巖性、是否存在不整合面、斷層、軟弱夾層、空洞等。在地質(zhì)災(zāi)害勘查中，可以利用地震波反射/折射信息探測(cè)滑坡界面、泥石流堆積層底部、基巖頂面、地下空洞、液化土層等，是揭示地下結(jié)構(gòu)、進(jìn)行三維成像的重要手段。5.地球物理異常：指在地球物理場(chǎng)（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)、地震波場(chǎng)等）的空間分布中，觀測(cè)到的與周圍介質(zhì)背景值存在顯著差異的區(qū)域或現(xiàn)象。這種差異通常是由地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、成分、狀態(tài)等物理性質(zhì)（密度、磁化率、電導(dǎo)率、波速等）的局部變化引起的。思路：*發(fā)現(xiàn)異常：在地球物理場(chǎng)圖（如視電阻率剖面、重力異常圖、磁異常圖）上識(shí)別數(shù)值突變、梯度變化劇烈或形態(tài)特殊的區(qū)域。*分析異常形態(tài)與強(qiáng)度：結(jié)合勘查任務(wù)和已知地質(zhì)背景，分析異常的形狀、大小、展布范圍、空間位置以及異常值的強(qiáng)弱。*推斷地質(zhì)原因：根據(jù)異常的特征，結(jié)合地質(zhì)資料和地球物理原理，推斷引起異常的地下地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象的可能類型。例如，低阻異常可能與富水區(qū)、軟弱帶、斷層破碎帶有關(guān)；高密度或低密度異?？赡芘c空腔、基巖與覆蓋層的界面有關(guān)；磁異常可能與磁性礦物分布或地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。*驗(yàn)證與解釋：將地球物理解釋結(jié)果與地質(zhì)認(rèn)識(shí)、其他物探方法結(jié)果或后續(xù)驗(yàn)證手段（如鉆探）進(jìn)行對(duì)比，不斷修正和完善解釋，最終得出對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征有意義的結(jié)論。三、論述題1.應(yīng)用原理：地球物理方法探測(cè)活動(dòng)滑坡滑動(dòng)帶主要基于不同地質(zhì)介質(zhì)（如滑坡體、基巖、滑動(dòng)帶、富水區(qū)）在電性、密度、磁性、彈性波速度等物理性質(zhì)上的差異。通過(guò)施加地球物理場(chǎng)（電場(chǎng)、電磁場(chǎng)、地震波、重力場(chǎng)等），測(cè)量場(chǎng)在介質(zhì)中的變化，識(shí)別出反映滑動(dòng)帶位置、厚度、性質(zhì)（如富水性、破碎程度）的地球物理異常。常用方法：*電阻率法：利用滑動(dòng)帶通常富水、破碎或充填粘性土而呈現(xiàn)低電阻率的特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)深、剖面等手段探測(cè)低阻異常體，圈定滑動(dòng)帶位置和范圍。*探地雷達(dá)（GPR）：利用滑動(dòng)帶與周圍介質(zhì)在介電常數(shù)上的差異，探測(cè)滑動(dòng)帶的頂面、底面，識(shí)別其中的空洞、軟弱夾層或富水通道。*淺層地震：利用滑動(dòng)帶與基巖在波速上的差異，通過(guò)反射或折射波探測(cè)滑動(dòng)帶的深度和展布范圍。*磁法：如果滑動(dòng)帶或其邊界存在磁性礦物（如基巖出露、磁性構(gòu)造巖），可通過(guò)磁異常發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)帶。*重力法：對(duì)于較大的滑動(dòng)帶或其引起的密度不均勻變化，可通過(guò)重力異常間接探測(cè)。需要注意的問(wèn)題：*場(chǎng)地復(fù)雜性：滑坡區(qū)通常地形破碎，覆蓋層復(fù)雜，給儀器布設(shè)和數(shù)據(jù)采集帶來(lái)困難。*異常干擾：地下管線、建筑基礎(chǔ)、自然地下水系等可能產(chǎn)生干擾異常，需要仔細(xì)甄別。*多解性：?jiǎn)我坏厍蛭锢矸椒ㄍ嬖诙嘟庑?，需要結(jié)合多種方法進(jìn)行綜合解釋。*解釋經(jīng)驗(yàn)：地球物理異常的解釋依賴于解釋者的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的了解。*時(shí)效性：活動(dòng)滑坡可能具有動(dòng)態(tài)變化特征，需要考慮勘查時(shí)間與災(zāi)害發(fā)生時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.方案設(shè)計(jì)思路：*勘查目標(biāo)：明確勘查目的是評(píng)估滑坡和泥石流風(fēng)險(xiǎn)，需重點(diǎn)探測(cè)潛在的滑動(dòng)源區(qū)、流通路徑和堆積區(qū)。*方法選擇與組合：*淺層目標(biāo)探測(cè)（0-20米）：首選探地雷達(dá)（GPR）進(jìn)行快速、大范圍探測(cè)，用于識(shí)別淺層地層結(jié)構(gòu)、松散沉積物厚度、潛在的淺層滑動(dòng)面、小規(guī)?？斩椿蚋凰ǖ?。GPR操作靈活，適合山區(qū)的細(xì)節(jié)勘查。*中淺層結(jié)構(gòu)探測(cè)（0-50米）：結(jié)合電阻率法（如溫納或斯倫貝謝裝置剖面）進(jìn)行區(qū)域性普查，探測(cè)滑坡體與基巖的界面、富水區(qū)（低阻異常）、軟弱夾層。電阻率法能有效覆蓋較大范圍，獲取區(qū)域性信息。*中深層結(jié)構(gòu)探測(cè)（幾十米至上百米）：若需要了解更深部的基巖結(jié)構(gòu)、大型斷裂位置以及滑坡的整體規(guī)模和深度，可考慮采用淺層地震反射/折射方法。選擇合適震源和接收器組合，進(jìn)行剖面測(cè)量。*輔助方法：在重點(diǎn)區(qū)域或?qū)μ囟ǖ刭|(zhì)問(wèn)題（如是否存在人工空腔、基巖起伏）有疑問(wèn)時(shí)，可輔以微重力測(cè)量或磁法進(jìn)行驗(yàn)證或補(bǔ)充探測(cè)。*組合依據(jù)：*互補(bǔ)性：GPR、電阻率法、淺層地震各有優(yōu)缺點(diǎn)（探測(cè)深度、分辨率、抗干擾能力等），組合使用可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。*信息層次