(1)了解地球物理勘探的基本概念和本質；
(2)學習地球物理勘探分類方法和主要用於環境與工程地質的地球物理勘探方法；
(3)了解地球物理勘探在環境和工程地質中的應用。
通過觀察和研究各種地球物理場的變化來解決地質問題的壹種勘探方法，稱為地球物理勘探，或簡稱地球物理勘探。所謂地球物理場，是指存在於地球內部及周圍，具有物理效應的物理空間。比如地球內部和周圍有引力的物質空間叫重力場；具有電(磁)力的天然或人造物質空間稱為電(磁)場；質點振動傳播的物質空間稱為彈性波場。由於地殼的差異，在密度、彈性、電性、磁性、放射性、熱導率等方面往往存在差異，這些差異會在空間(或時間)上引起相應地球物理場的局部變化，這種變化稱為地球物理異常。地球物理勘探就是通過專門的儀器觀測這些地球物理異常，獲取它們的分布和形態等地球物理資料，然後結合已知的地質資料進行分析研究，推斷地下地質構造，或者確定巖土介質的性質，從而達到解決地質問題的目的。
環境與工程地球物理勘探是針對工程地質、水文地質和環境地質的壹套地球物理勘探方法。
物探方法在水文地質勘探中應用較早，主要任務是尋找地下水。隨著人們環保意識的加強和環保工作的快速發展，環境地球物理學的研究和應用正處於蓬勃發展的階段。地球物理方法在環境保護、環境監測和治理中發揮著重要作用，其應用將越來越廣泛。尋找可用於工農業生產和生活的地下水也是環境地球物理勘探的重要任務。
工程物探，即工程中使用的地球物理勘探方法。由於現代化需要勘探地質條件，地球物理勘探具有比鉆探等其他直接勘探方法更快、更經濟的優點，而且有些勘探需要無損檢測，使得地球物理勘探方法在工程建設中得到廣泛應用，並逐漸形成壹套地球物理勘探方法。
環境地球物理勘探和工程地球物理勘探在方法應用上有很多相似和重疊的地方，所以本書把環境和工程地球物理勘探放在壹起討論。
環境與工程物探是壹種基於性質(密度、電、磁、彈性、放射性、熱導率等)差異的探測方法。)的巖土、建築材料等物理介質，並通過觀察和研究各種自然和人工地球物理場的時空分布規律，來解決環境和工程問題。
環境和工程的地球物理方法有很多種。勘探中主要使用彈性波法和電法，也使用核物探等方法。
電法是最豐富多彩的方法。除了傳統的電測深和電剖面法外，高密度電法近年來在理論和應用上都取得了很大的進展。它在剖面上采用多個間距很小的電極，快速收集。通過數據整理，可以轉化為各種設備形態，映射到剖面上不同深度或平面，提高了分辨率。壹些新設備增加了其勘探能力，如用於勘探洞穴頂部和底部深度的五級垂直軸測深法，以及可在幾十米深度內探測幾十厘米厚薄層的差分電測深法。滲透電場法探測水庫大壩漏水和地下水流向是有效的，但近年來已很少使用，有必要再提壹提。激發極化法是探測地下水的壹種特殊方法。目前常用的是時域法，二次時差法是利用不同含水層在不同激發電流下激發極化能力不同的特點發展起來的。
除了甚低頻法、音頻大地電磁法、頻率測深法和多頻地面電磁法外，瞬變電磁法也開始出現。利用鉆孔無線電波透視作為孔間巖體視吸收系數剖面進行巖溶探測，是壹種廣泛應用且行之有效的方法。近年來，探地雷達越來越受到人們的關註，在淺層巖溶探測中有著良好的應用前景。另外，很多地下管網勘探的儀器和方法也是基於電磁法。頻率域激發極化法在地下水勘探中也有很好的實例，如雙頻或多頻激發極化法，顯示了很好的前景。
彈性波法中折射波法和反射波法仍是主要方法，淺層橫波反射法等高分辨率方法受到重視。為了提高分辨率，及時現場提交成果，近年來出現了陸地最小炮檢距高帶寬反射連續剖面法(陸地聲納)；電聲方法，如淺層地層剖面法，在勘探港口碼頭、橋址、海床和河底堆積層和淤積方面發揮了作用。聲波法已廣泛應用於巖體勘探、巖土物理力學參數測定和混凝土結構質量檢測。面波勘探、鉆孔透射CT和跨孔法也是有效的、有前途的方法。其中，穩態和瞬態面波勘探，利用瑞利波頻散特性和面波波長與深度的相關性，在淺層勘探和洞穴勘探中取得了良好的效果，正受到人們的青睞；在樁基檢測方面，利用反射波的動力學和運動學特征，形成各種特殊方法；需要指出的是，在工程物探中越來越有必要利用波的動力特性，在判斷被測巖層的含水量、漿砌片石擋土墻的灌漿質量、混凝土質量的測樁等方面都有成功的經驗。利用天然微震測量場地地基的振動頻譜和優勢周期也是建築工程勘探的內容之壹。
核物探也是壹種豐富的方法，在環境和工程地質工作中經常使用放射性測量方法。在地質勘探中，地質填圖和尋找斷層構造常用γ測量、α卡法、α杯法和氡測量法。它用於吸收或散射γ量子和熱中子，反映物質的質量、含水量和含氫量，因此是工程質量檢驗的好方法之壹，廣泛應用於混凝土質量無損檢測、填築碾壓質量檢驗、瀝青路面質量檢驗等。
其他方法，如高精度磁測和高精度重力測量，已成功地應用於地質填圖，尋找結構和洞穴，人工埋藏物和考古。地熱測量廣泛應用於地下熱水勘探；遙感是工程選址、尋找建築物、動態監測滑坡、泥石流等不良地質的有效手段。利用遠紅外攝影和攝像機尋找松動的巖石、結構中的裂縫和積水點，近年來引起了工程界的註意。測井以及靜力觸探和地球物理測井技術的結合應該是環境和工程物探中的壹個重要應用內容，但國內在這方面的應用和發展還不夠，應該引起重視。
環境和工程物探工作通常具有以下特點:
大多數物體都是淺而小的物體。勘探深度從幾十厘米到幾十米不等，要求勘探分辨率高，定量解釋精度高。
2)不僅要求查明勘探對象的分布規律，還要求查明單個對象(如洞穴)的空間位置。
3)與環境工程地質工作緊密結合。勘探資料往往用於設計或施工，時間聯系緊密，往往使得勘探結論能夠得到及時驗證和反饋，對工作結論要求較高。
4)勘探對象復雜。淺層小目標規律復雜，近地面地質條件不均勻，沿水平和垂直方向各向異性嚴重，甚至物性參數逐漸連續變化，給資料的定性和定量解釋帶來許多困難。
5)要解決的環境問題大多集中在工業中心和大城市，因此經常受到人為噪音的幹擾。如地下管道(線)、電纜、高壓線、鐵路等引起的磁幹擾、電磁幹擾、工業交通振動等，因此需要采取相應的有效措施抑制各種幹擾。此外，環境調查中的野外工作空間(範圍)通常較小，這就要求物探方法具有抗幹擾性和靈活性。
目前，環境和工程物探主要用於以下幾個方面:
1)區域地質調查。其目的是為區域(城市)規劃提供第壹手資料。其內容包括查明區內主要斷裂構造、主要巖土層分布、基巖風化情況、建築地基持力層分布、埋深、厚度及地震區劃等。
2)工程地質環境調查。為選址和工程設計提供基礎工程地質資料(包括結構、巖石分布、巖土力學參數等。);項目周圍可能發生的地質災害(包括滑坡、巖溶塌陷、泥石流、地下工程突水和塌陷等。)都是預測的。
3)工程施工或巷道開挖過程中的超前預報。如地鐵等地下工程施工、深基坑開挖中砂層和軟弱土層的勘探、壩基開挖中軟弱夾層的勘探、高邊坡結構裂縫和卸荷裂縫的勘探、隧道掌子面前方不良地質預報等。
4)工程施工質量和工程狀態的檢測。如樁基檢測、隧道襯砌質量檢測、混凝土質量檢測、錨桿飽和度檢測、地下管線勘探、隧道襯砌狀態評估、大壩和水庫滲漏檢測等。
5)環境地質學。包括城市地下水汙染、地面沈降、海水入侵、放射性汙染等問題的調查和預測。
6)水資源調查。地熱和場地熱源調查。
7)考古和文物保護調查。
物理特性參數(即電特性、彈性、磁性、密度、放射性等。)地球物理方法用於解決環境和工程地質問題，其適用範圍和適用條件大致可歸納為表0-1。
表0-1環境和工程物探方法的常用物性參數、適用範圍和適用條件
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