2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球物理學(xué)在城市地下空間規(guī)劃中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在城市地下管線探測(cè)中，探地雷達(dá)（GPR）主要利用什么原理來(lái)探測(cè)地下目標(biāo)？（）A.地下水滲流引起的電阻率變化B.電磁場(chǎng)在地下介質(zhì)中的感應(yīng)效應(yīng)C.聲波在介質(zhì)中傳播的反射和折射特性D.地下重力場(chǎng)的變化2.當(dāng)需要探測(cè)埋深較淺、分辨率要求高的淺層地下結(jié)構(gòu)或小范圍異常時(shí)，通常優(yōu)先考慮哪種地球物理方法？（）A.大面積電阻率測(cè)深B.地下電磁感應(yīng)測(cè)井C.探地雷達(dá)（GPR）D.大地電磁測(cè)深3.地下水富集區(qū)通常具有較高的導(dǎo)電性，因此在電阻率法勘探中，地下水富集區(qū)在視電阻率等值線圖上一般表現(xiàn)為？（）A.高阻異常B.低阻異常C.高磁異常D.低磁異常4.在城市地鐵隧道選線勘察中，地震折射或反射法的主要探測(cè)目標(biāo)是？（）A.地下淺層管線分布B.基底斷裂構(gòu)造和覆蓋層厚度C.工程地質(zhì)單元（如基巖、軟弱土層）的分布和接觸界面D.地下水位深度5.地球物理方法在城市地下空間規(guī)劃中應(yīng)用最顯著的優(yōu)點(diǎn)之一是？（）A.可以精確測(cè)定地下介質(zhì)的原位應(yīng)力狀態(tài)B.可以直接獲取地下巖石的化學(xué)成分C.非侵入性，對(duì)地面環(huán)境干擾小，探測(cè)范圍廣D.無(wú)需進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，完全依賴室內(nèi)模擬6.利用重力法探測(cè)城市地下空洞時(shí)，空洞的存在通常會(huì)導(dǎo)致？（）A.局部重力值顯著增大B.局部重力值顯著減小C.地磁場(chǎng)方向發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)D.電阻率值顯著升高7.在進(jìn)行城市地下水資源勘查時(shí)，若探測(cè)到一片低阻異常區(qū)，則最有可能的含義是？（）A.基巖出露區(qū)B.巖溶發(fā)育區(qū)C.塑性黏土層D.深層承壓水區(qū)8.下列哪種地球物理方法對(duì)地下介質(zhì)的電導(dǎo)率變化最為敏感？（）A.重力法B.磁法C.電阻率法D.聲波法9.城市環(huán)境復(fù)雜，電磁法探測(cè)地下目標(biāo)時(shí)，干擾主要來(lái)源于？（）A.地下水流速B.地表建筑和設(shè)施的電磁輻射C.地下介質(zhì)的磁性差異D.大氣濕度變化10.地球物理方法在地下空間規(guī)劃中的應(yīng)用結(jié)果，最終往往需要與其他什么信息進(jìn)行綜合分析？（）A.衛(wèi)星遙感影像B.歷史氣候數(shù)據(jù)C.當(dāng)?shù)鼐用褚庖?jiàn)D.工程設(shè)計(jì)圖紙二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.地球物理探測(cè)方法根據(jù)是否向地下發(fā)射能量，可分為_(kāi)_____和______兩大類。2.探地雷達(dá)（GPR）利用______波在地下介質(zhì)中傳播和反射的原理來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)。3.在城市地下管線探測(cè)中，______法常用于探測(cè)金屬管線，而______法則可用于探測(cè)多數(shù)地下管線，包括非金屬管道。4.地下水是良好的導(dǎo)電體，因此電阻率法在地下水勘查中主要利用地下介質(zhì)電阻率的______來(lái)推斷含水情況。5.地震勘探方法在城市地下空間規(guī)劃中，除了探測(cè)基巖界面和斷裂外，也可用于進(jìn)行______和______的勘察。6.地球物理方法在獲取地下信息時(shí)，往往需要通過(guò)______將觀測(cè)到的物理場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)地下結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述電阻率法的基本原理及其在城市地下空間規(guī)劃中至少兩種具體應(yīng)用場(chǎng)景。2.簡(jiǎn)述探地雷達(dá)（GPR）技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和主要局限性。3.為什么說(shuō)地球物理方法在城市地下空間規(guī)劃中具有重要作用？請(qǐng)列舉至少三個(gè)方面的應(yīng)用。4.在城市進(jìn)行地下管線探測(cè)時(shí)，為什么常常需要綜合使用多種地球物理方法？四、論述題（每題10分，共20分）1.論述在進(jìn)行城市地鐵線路或大型地下工程建設(shè)選址與勘察時(shí)，地震勘探方法可以發(fā)揮哪些關(guān)鍵作用？并簡(jiǎn)述其工作流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.結(jié)合城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的特點(diǎn)，論述在規(guī)劃階段進(jìn)行地球物理探測(cè)的意義，并分析當(dāng)前地球物理方法在城市地下空間規(guī)劃應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決方案。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.C6.B7.B8.C9.B10.A二、填空題1.主動(dòng)源探測(cè)，被動(dòng)源探測(cè)2.電磁3.電磁感應(yīng)，電阻率4.差異5.巖土工程勘察，地下水勘查6.反演三、簡(jiǎn)答題1.原理：電阻率法是利用地球內(nèi)部不同巖土體導(dǎo)電性能的差異，通過(guò)向地下供入直流電，測(cè)量地表或淺層地下的電位分布，從而推斷地下介質(zhì)分布和性質(zhì)的一種方法。它依賴于巖石和土壤的電阻率參數(shù)。應(yīng)用場(chǎng)景：*地下水勘查：通過(guò)測(cè)量電阻率異常，可以圈定地下水富集區(qū)（低阻異常）、了解含水層厚度和分布、探測(cè)地下水位深度等。*巖土工程勘察：探測(cè)基巖埋深、劃分不同地質(zhì)單元（如基巖、覆蓋層）、識(shí)別軟弱夾層、評(píng)估地基承載力、探測(cè)土洞或溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象。2.優(yōu)點(diǎn)：*非侵入性：無(wú)需鉆孔，對(duì)地表環(huán)境破壞小。*探測(cè)速度快：數(shù)據(jù)采集相對(duì)快速，適合大范圍快速普查。*分辨率較高：對(duì)淺層地下結(jié)構(gòu)具有較高的空間分辨率。*設(shè)備輕便：儀器相對(duì)便攜，易于現(xiàn)場(chǎng)操作。局限性：*探測(cè)深度有限：受限于電磁波在介質(zhì)中衰減的特性，有效探測(cè)深度通常不大（幾十米至一百多米）。*受介質(zhì)影響大：探測(cè)結(jié)果易受地下介質(zhì)電導(dǎo)率、電化學(xué)性質(zhì)、含水量以及埋深的影響。*抗干擾能力較弱：城市環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)、鋼筋水泥、高頻電磁場(chǎng)等會(huì)對(duì)GPR信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。*解譯經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)：對(duì)探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確解釋需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的知識(shí)。3.重要性：地球物理方法能夠提供地下結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的信息，是解決城市地下空間規(guī)劃中諸多問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段。應(yīng)用方面：*資源勘查：如探測(cè)地下水分布、儲(chǔ)量。*工程勘察：如查明地基條件、基巖分布、不良地質(zhì)現(xiàn)象。*環(huán)境影響：如探測(cè)地下污染范圍、評(píng)估場(chǎng)地適宜性。*設(shè)施管理：如快速準(zhǔn)確地定位和識(shí)別地下管線。地球物理方法有助于降低地下空間開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高工程經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。4.原因：*不同方法探測(cè)范圍和分辨率差異：如GPR適合探測(cè)淺層小范圍細(xì)節(jié)，電磁法可用于探測(cè)金屬管線，電阻率法可探測(cè)一定深度和規(guī)模的地質(zhì)體。*克服單一方法的局限性：?jiǎn)我环椒赡艽嬖谔綔y(cè)盲區(qū)或受干擾嚴(yán)重，多種方法結(jié)合可以相互補(bǔ)充，提高探測(cè)的可靠性和完整性。*提高信息分辨率和可靠性：綜合分析不同方法獲得的信息，可以更準(zhǔn)確地識(shí)別地下目標(biāo)，排除干擾，減少誤判。*滿足復(fù)雜探測(cè)需求：城市地下環(huán)境復(fù)雜，往往需要多種信息才能全面了解地下情況，綜合探測(cè)能滿足多樣化的規(guī)劃需求。四、論述題1.關(guān)鍵作用：*查明深部基巖界面和覆蓋層結(jié)構(gòu)：確定隧道或深基坑的埋深范圍，了解上覆土層和基巖的物理力學(xué)性質(zhì)，為選線和設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)地質(zhì)信息。*探測(cè)隱伏斷裂構(gòu)造：了解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景，避開(kāi)對(duì)工程穩(wěn)定性有不利影響的斷裂帶，評(píng)估地震風(fēng)險(xiǎn)。*進(jìn)行巖土工程勘察：精細(xì)刻畫(huà)不同巖土層的分布范圍、厚度、物理力學(xué)性質(zhì)，為地基處理、支護(hù)設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。*識(shí)別不良地質(zhì)體：如巖溶、空洞、軟弱夾層等，評(píng)估其對(duì)工程的影響，并提出處理建議。工作流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)：*勘查設(shè)計(jì)：明確探測(cè)目標(biāo)，選擇合適的方法組合，確定測(cè)線布置、道距、記錄長(zhǎng)度等參數(shù)。*現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：使用合適的儀器設(shè)備進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，注意克服干擾。*數(shù)據(jù)處理：對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各種預(yù)處理（如濾波、去噪、偏移校正等）和正演模擬。*資料解釋：結(jié)合地質(zhì)資料和區(qū)域背景，對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行剖面解釋、層位標(biāo)定、速度分析，推斷地下結(jié)構(gòu)。*成果報(bào)告：繪制地質(zhì)剖面圖、解釋成果圖，撰寫(xiě)報(bào)告，提出工程建議。2.規(guī)劃階段意義：*場(chǎng)地選擇與可行性評(píng)價(jià)：在項(xiàng)目立項(xiàng)初期，利用地球物理方法快速獲取大范圍地下地質(zhì)信息，初步評(píng)估場(chǎng)地的適宜性，為選址提供科學(xué)依據(jù)。*優(yōu)化設(shè)計(jì)方案：詳細(xì)查明擬建場(chǎng)地及周邊的地下結(jié)構(gòu)，如基巖分布、土層性質(zhì)、既有管線和構(gòu)筑物情況，為優(yōu)化工程線路、基坑開(kāi)挖方案、地基處理方案等提供關(guān)鍵信息。*降低工程風(fēng)險(xiǎn)：提前發(fā)現(xiàn)潛在的地質(zhì)隱患（如軟弱土、溶洞、斷裂帶、隱伏河道等）和工程干擾（如密集管線），為風(fēng)險(xiǎn)防范和處置提供預(yù)案。*保護(hù)環(huán)境與文化遺產(chǎn)：在進(jìn)行地下開(kāi)發(fā)前，探測(cè)評(píng)估地下文物分布、環(huán)境敏感點(diǎn)，有助于制定保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。主要挑戰(zhàn)及解決方案：*挑戰(zhàn)一：城市環(huán)境復(fù)雜干擾嚴(yán)重。(如鋼筋水泥、電磁干擾)*解決方案：優(yōu)化儀器參數(shù)，選擇抗干擾能力強(qiáng)的方法組合（如結(jié)合電磁法、電阻率法），利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)（如濾波、迭代反演）削弱干擾。*挑戰(zhàn)二：探測(cè)深度與分辨率矛盾。(深層信息難以獲取，淺層細(xì)節(jié)可能模糊)*解決方案：針對(duì)性選擇方法（如深部用地震，淺部用GPR），采用多種方法組合獲取不同深度的信息，利用先進(jìn)技術(shù)（如寬頻地震、高密度GPR）提高分辨率。*挑戰(zhàn)三