近年来城市的建设日新月异,地铁和城铁的建设以及未来大量利用地下空间(如穿城地下高速公路、城市立交、下沉式广场、地下商城、地下车库、特高层建筑物、地下水库、垃圾堆放场、地下油库等)对地质勘查提出越来越高的需求,但是:
①城市勘查时城市中物探技术的干扰极大,对地震类方法,行人、汽车、其他机械振动的干扰使之几乎无法使用;
②城市勘查要求较高的分辨率;
③卡斯特发育的地区,探查溶洞是重要的任务,也是物探的重要任务,而从地面上探查一定深度以下的单个溶洞,是物探方法的难题。
因此物探方法在城市、特别是在大城市的闹市区工作难以开展,以致例如在地铁的勘查中物探方法基本限于管线探查、测井类的方法,由于物探技术不能取得突破性的进展,地铁的地质勘查只能基本使用钻探,造成地铁的勘查难以到位。
这正是陆地声纳法及其仪器设备可以用以解决这些难题的用武之地,在1990年设
计、研究陆地声纳法时这些就是考虑的主要内容:
(1)城市及施工场地的主要震动噪声,除了打风钻和爆破外,频带基本上在250Hz以下(行人、汽车,拖拉机、坦克、机械等),而陆地声纳常使用的频率基本上在400Hz以上,可以通过滤波等手段避开这些干扰。因此,陆地声纳法是在城市闹区工作的利器。
(2)陆地声纳法的超宽频带激发和接收,不仅使接收系统呈现超短余震的结果,可进一步提高分辨率,并且可充分利用探查对象反射波的频谱特征、通过频谱分析等手段利用波的动力学特点。
(3)接近零震—检距的方法,溶洞等有限大小物体的反射同相轴(双曲线形)很易辨别,使这种方法在探查单个溶洞方面成为特长;同时在地形起伏的山区、山地工作时,地形造成的影响小,可以不做常规的静校。近于自激自收的方法基本无转换波,波的类型简单,反射波能量大。
(4)工作时可以不固着检波器,采集时不必调节各检波器的一致性,大大提高了现场采集效率。