2025年工程與環(huán)境物探期末考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種物探方法對地下空洞的分辨率最高？A.淺層地震折射法B.高密度電阻率法C.地面磁法D.天然場源電磁法（CSAMT）2.地震波在介質(zhì)中傳播時，若遇到波阻抗差異界面，主要產(chǎn)生的波型是？A.縱波（P波）的反射與透射B.橫波（S波）的反射與透射C.面波（R波）的衰減D.導(dǎo)波的繞射3.電法勘探中，對稱四極裝置（AM=MN=NB）的探測深度主要取決于？A.供電電極A、B的間距ABB.測量電極M、N的間距MNC.供電電流的大小D.地下介質(zhì)的電阻率差異4.磁法勘探中，引起觀測數(shù)據(jù)畸變的主要干擾因素是？A.地下鐵礦體的剩磁B.日變磁場的快速波動C.地表土壤的高電阻率D.地下水的礦化度變化5.環(huán)境物探中，用于監(jiān)測垃圾填埋場滲漏的常用方法是？A.重力勘探B.瞬變電磁法（TEM）C.地震CTD.放射性測量6.工程物探中，判斷基巖面起伏形態(tài)時，優(yōu)先選用的方法組合是？A.高密度電法+地震反射法B.磁法+放射性測量C.大地電磁法（MT）+重力勘探D.井中磁測+井中電測7.瞬變電磁法（TEM）的晚期場主要反映的是？A.淺部高阻層信息B.深部低阻層信息C.淺部低阻層信息D.深部高阻層信息8.面波勘探（瑞雷波法）的有效勘探深度主要取決于？A.激發(fā)震源的能量B.接收傳感器的靈敏度C.面波的頻率（或波長）D.地下介質(zhì)的泊松比9.重力勘探中，地形校正的目的是？A.消除測點(diǎn)周圍地形起伏引起的重力異常B.補(bǔ)償?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力影響C.校正儀器零點(diǎn)漂移D.消除地下密度均勻體的區(qū)域場10.電法勘探中，聯(lián)合剖面裝置（AM=NB，MN固定）的主要優(yōu)勢是？A.探測深度大B.對水平方向電阻率變化敏感C.受地表高阻層影響小D.數(shù)據(jù)采集效率高二、填空題（每空1分，共20分）1.工程物探中，地震波的分辨率通常定義為可識別的最小地質(zhì)體厚度，其理論極限約為______的1/4（填寫波型相關(guān)參數(shù)）。2.高密度電阻率法的核心特點(diǎn)是______，通過一次布極完成多裝置、多極距的數(shù)據(jù)采集。3.磁法勘探中，總場測量與分量測量的主要區(qū)別在于是否區(qū)分______的方向。4.瞬變電磁法的“煙圈效應(yīng)”指的是早期瞬變場對應(yīng)______（淺部/深部）地層的響應(yīng)，晚期場對應(yīng)______（淺部/深部）地層的響應(yīng)。5.地震反射法中，共中心點(diǎn)（CMP）疊加技術(shù)的主要作用是壓制______（規(guī)則/隨機(jī)）干擾波，提高信噪比。6.電法勘探中，溫納裝置（AM=MN=NB=a）的探測深度約為______（以a為單位），其視電阻率曲線對______（水平/垂直）方向電阻率變化更敏感。7.環(huán)境物探中，用于檢測地下管線的常用方法包括______（至少2種）。8.重力勘探中，布格校正包括______校正和______校正兩部分。9.面波勘探（瑞雷波法）中，相速度-頻率曲線（頻散曲線）的反演結(jié)果可用于獲取地下介質(zhì)的______（參數(shù)）分布。10.井中物探（測井）中，自然電位測井主要反映______的分布特征，常用于劃分______（地質(zhì)體類型）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述地震折射法與地震反射法的適用條件及探測深度差異。2.對比高密度電阻率法與常規(guī)電法（如對稱四極剖面法）在數(shù)據(jù)采集、處理及應(yīng)用上的主要區(qū)別。3.磁法勘探中，如何區(qū)分地下磁性礦體引起的異常與地表磁性干擾（如建筑垃圾）？請列舉3種具體方法。4.瞬變電磁法（TEM）在探測地下水時，為何低阻含水層的響應(yīng)更明顯？其數(shù)據(jù)解釋需注意哪些干擾因素？5.工程場地勘察中，為何需要采用多種物探方法聯(lián)合勘探？請結(jié)合具體地質(zhì)問題（如巖溶發(fā)育區(qū)）說明聯(lián)合方法的選擇依據(jù)。四、綜合分析題（20分）某城市擬在長江支流沿岸建設(shè)一座20層商業(yè)綜合體，場地位于河流階地，地表為第四系松散堆積層（厚度約15-20m），下伏基巖為灰?guī)r。初步勘察發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在多處溶蝕現(xiàn)象，需查明：①第四系覆蓋層厚度及均勻性；②灰?guī)r中隱伏溶洞（直徑≥2m）的分布；③基巖面起伏形態(tài)；④場地內(nèi)是否存在古河道或軟弱夾層。要求：（1）針對上述4項(xiàng)任務(wù)，分別推薦1種最適宜的物探方法，并說明選擇依據(jù)；（2）設(shè)計(jì)野外工作流程（包括測線布置、參數(shù)選擇、質(zhì)量控制要點(diǎn)）；（3）簡述數(shù)據(jù)處理與解釋的關(guān)鍵步驟（需涉及異常特征識別與驗(yàn)證方法）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.A4.B5.B6.A7.B8.C9.A10.B二、填空題1.波長（或地震波波長）2.電極的自動化組合（或多極距、多裝置同步采集）3.地磁場（或總磁場）4.淺部；深部5.隨機(jī)6.0.5a（或a/2）；垂直7.電磁感應(yīng)法（管線探測儀）、磁法（鐵磁性管線）、探地雷達(dá)（非磁性管線）8.地形；高度（或中間層）9.剪切波速（或橫波速度）10.地下水礦化度（或地層水電阻率）；含水層（或滲透性地層）三、簡答題1.地震折射法適用條件：地下存在速度遞增的層狀介質(zhì)（即下伏層速度＞上覆層速度），且界面埋深較淺（一般＜100m）；探測深度受限于最上層低速層厚度，最大深度約為最深折射界面埋深的2-3倍。地震反射法適用條件：地下存在波阻抗差異界面（速度或密度差異），對速度倒轉(zhuǎn)（下伏層速度＜上覆層速度）無限制；探測深度主要取決于震源能量與儀器靈敏度，可探測數(shù)百米至數(shù)千米深度。2.數(shù)據(jù)采集：高密度電法通過多電極陣列（如60-120根電極）一次性布極，自動切換供電/測量電極，完成溫納、偶極-偶極等多種裝置數(shù)據(jù)采集；常規(guī)電法需逐點(diǎn)移動電極，效率低。數(shù)據(jù)處理：高密度電法可提供二維/三維電阻率斷面圖，直觀反映水平與垂向電阻率變化；常規(guī)電法多為一維或二維剖面，分辨率較低。應(yīng)用：高密度電法適用于小范圍、高精度探測（如巖溶、采空區(qū)）；常規(guī)電法用于大范圍普查（如區(qū)域構(gòu)造填圖）。3.①加密測點(diǎn)：地表干擾異常范圍小、梯度大，礦體異常范圍大、梯度緩；②系統(tǒng)測深：地表干擾僅影響淺層數(shù)據(jù)，礦體異常隨探測深度增加仍存在；③巖性調(diào)查：地表采集土壤/建筑垃圾樣品，測試其磁化率，與異常區(qū)對比；④日變改正：排除短期磁場波動影響，突出穩(wěn)定礦體異常；⑤井中磁測：若鉆孔穿過異常區(qū)，井中數(shù)據(jù)可區(qū)分地表與地下異常源。4.低阻含水層（如富水砂層、裂隙水）導(dǎo)電性好，瞬變電磁法激發(fā)的渦流在低阻層中衰減慢，晚期場信號強(qiáng)，因此響應(yīng)更明顯。需注意的干擾因素：①地表高阻層（如干燥砂層）導(dǎo)致早期信號弱，影響淺部分辨率；②工業(yè)電磁噪聲（如高壓線、地鐵）干擾晚期弱信號；③地形起伏引起的裝置與地面耦合不良；④地下金屬管線、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的電磁干擾。5.單一物探方法存在多解性（如電阻率異常可能由含水、破碎或礦化引起），聯(lián)合勘探可通過不同方法的物性參數(shù)（電阻率、速度、密度、磁化率）互補(bǔ)，降低解釋不確定性。以巖溶發(fā)育區(qū)為例：①高密度電法（反映低阻溶洞充填物）+地震反射法（反映波阻抗差異界面）：電法圈定低阻異常，地震法驗(yàn)證是否為空洞（強(qiáng)反射界面）；②磁法（排除鐵礦干擾）+探地雷達(dá)（淺層高精度探測）：磁法排除磁性體干擾，雷達(dá)精細(xì)探測淺部（＜30m）溶洞；③瞬變電磁法（深部探測）+井中物探（鉆孔驗(yàn)證）：TEM探測深部隱伏溶洞，鉆孔取芯或井中雷達(dá)驗(yàn)證異常性質(zhì)。四、綜合分析題（1）任務(wù)①：第四系覆蓋層厚度及均勻性——推薦地震折射法。依據(jù)：第四系松散層速度（300-1500m/s）＜下伏灰?guī)r速度（3000-6000m/s），滿足折射法速度遞增條件，可準(zhǔn)確劃分覆蓋層與基巖界面。任務(wù)②：隱伏溶洞（≥2m）——推薦高密度電阻率法。依據(jù)：溶洞多充填水或軟土（低阻），與圍巖（灰?guī)r高阻）電阻率差異大，二維/三維電阻率斷面可直觀圈定低阻異常。任務(wù)③：基巖面起伏形態(tài)——推薦地震反射法。依據(jù)：基巖與覆蓋層波阻抗差異大（速度×密度差異顯著），反射法可連續(xù)追蹤基巖面，分辨率優(yōu)于折射法（尤其在界面起伏復(fù)雜區(qū)）。任務(wù)④：古河道/軟弱夾層——推薦瞬變電磁法（TEM）。依據(jù)：古河道多充填淤泥（低阻），軟弱夾層（如黏土）電阻率低于周圍地層，TEM對低阻體敏感且探測深度（50-100m）覆蓋第四系底部。（2）野外工作流程：測線布置：垂直河流走向布置3-5條主測線（間距50m），平行河流走向布置2條聯(lián)絡(luò)測線（控制橫向變化），測線長度覆蓋整個場地（100-200m）。參數(shù)選擇：-地震折射法：檢波器間距5m，偏移距10-15m（＞覆蓋層厚度），采樣間隔0.1ms，記錄長度200ms；-高密度電法：電極間距2m，電極數(shù)60根（測線長118m），裝置選擇溫納+偶極-偶極（兼顧垂向與橫向分辨率）；-地震反射法：道間距2m，偏移距10m，CMP道集覆蓋次數(shù)12次，采樣間隔0.05ms，記錄長度500ms；-TEM：采用重疊回線裝置（40m×40m發(fā)射框，20m×20m接收框），疊加次數(shù)64次，延遲時間1μs-100ms。質(zhì)量控制：①重復(fù)測量（每測線10%點(diǎn)），誤差＜5%；②同步記錄日變（磁法、電法）、地形（GPS定位）；③實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)（如地震初至波清晰、電法視電阻率曲線連續(xù)）。（3）數(shù)據(jù)處理與解釋：地震折射法：初至波拾取→時距曲線擬合→層速度反演→覆蓋層厚度計(jì)算；高密度電法：電極坐標(biāo)校