陸地地球物理學 .1 阻力

此技術用於研究更簡單的地質問題，電流通常會通過兩個金屬電極傳遞到地面，並 在兩個相似的電極間測量電位差（BSI 1990）。藉由適當配置電極，此系統可用於得 知地電特性隨深度（深度探針）的變化、電阻率的橫向變化（恆定分離）或局部異常 區域（等電位測量）的相關資訊，如水蝕石灰岩地形地貌、廢棄的隧道或豎井。意外 出現電導體如現地下方的管道或電纜會造成不可靠的調查結果，藉由此方法獲得的結 果，其解釋未必能提供明確的解決方案，特別是地下層的數量增加，因為這涉及假設 理想條件的曲線匹配技術。

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33.2.2 重力

在地面調查中，重力測量通常僅限於定位大型的坑洞或破壞狀況。儀器在每個位置 點的精確校準和定位攸關緊要，藉由可用的更精確儀器，重力測量方法是搜尋隱藏豎 井和較小坑洞的有用定位工具。

33.2.3 磁力

地球磁場的局部變化與岩石類型的變化有關，在合適的情況下，此技術可定位顯示 磁對比岩石間的界限（如斷層或堤壩），但在土木工程領域中的主要用途是搜尋埋設 含金屬人造物體的位置，如電纜或管道。有時可用於舊礦井和填土區的定位，使用這 種方法檢測斷層或堤壩位置時，需消除檢測到埋藏金屬的實際狀況。

33.2.4 地震

地震技術（反射或折射）可用於地下界限的定位，此地下界限意指具有不同聲速波 速的土壤層材料。在陸地進行地球物理調查時，折射法是最常用的方法。可藉由小型 炸藥或機械源（如錘子）產生地震波，即可準確地測量不同距離處，從原點行進到震 動檢測器（地震檢波器）位置所花費的時間。

此技術的最大用途在於確定基岩水平高度（McFeat-Smith 等人 ，1986），因此，

通常用於估計從借用區域可獲得的軟材料數量。但地震折射有 1 個限制，當上層的傳 輸速度大於下層時（如礫石非常緊湊覆蓋在黏土上），則無法檢測界限，可能誤判出 現假土壤層。此技術的另一個用途是提供波速資料，用於評估岩體原始動態的模數值

（Meigh ，1977）。只有很少的動態和靜態模數值是相同的，環境因素有時會限制此 測試的應用，例如，爆炸物不能用於城市地區，若工地靠近震動源如繁忙的道路，則 的測量，這是檢測深層空坑洞最佳的地球物理方法（McCann 1987），但結果只能藉 由隨後的鑽探來確認。

33.2.5Gamma 密度法

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伽瑪密度法的原理是用中高能量的准直伽馬射線照亮目標材料，測量工具源和探測 器之間的衰減。衰減是靶材料的電子密度函數，而電子密度又與質量密度密切相關。

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根據目標材料間的相對密度比值，此技術可在鑽孔內用於以 1m/ min 的實際測井速 度識別地下的薄弱層。這種薄弱層包括富含黏土的土壤層，風化的接縫層和質量密度 較低的干擾區。此方法的精確度隨著標靶和相鄰材料間的相對密度比值增加而增加，

若使用套管且弱層傾角與鑽孔軸線對齊（即垂直鑽孔中的垂直方向），則精確度會降 低。

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圖 45 和 46 顯示兩個實例，圖 45 顯示位置 A 至 D 的軟弱黏土層的明顯跡象，其中 在軟弱層和相鄰材料間密度比值高。在這種情況下，此方法可識別厚度至厘米範圍內 的軟弱層。E 到 I 整體上是富含黏土的地層，在紀錄中出現明顯的跡象，但各個土壤層 無法清楚區分。圖 46 顯示在 A 至 H 位置上，軟弱黏土層的相關性差，其中弱層和相 鄰材料間的密度比值低。

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此方法最適用於無套管或塑膠套管鑽孔，其目標（軟弱層）和相鄰材料的相對密度 比值高。但需謹慎解釋資料，因為缺乏強而有力的特徵未必意指地面缺乏軟弱層。

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33.2.6 伽馬光譜法

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伽瑪光譜法基礎原理是讓含鉀礦物質的分解，這會導致逐漸喪失的鉀離子（K）。

天然存在的鉀含有放射性的鉀成份，因此，材料中的放射性鉀充份與母岩中含鉀礦物 的分解程度有關，這與岩石的風化程度有關，伽瑪光譜法沿鑽孔處提供鉀含量的紀錄 值。

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沿著鑽孔位置，當數量與相鄰材料相比顯著減少，可解釋為這是更加風化的軟弱 層。但資料的解釋取決於目標材料的來源，這可能顯著影響鉀含量。例如，黏土層不 直接來自相鄰材料的分解下，此土壤層的鉀含量不一定就低於相鄰材料的鉀含量。同 樣地，若要識別薄層時，則需要較慢的記錄速度，如 0.05m/min，精確度爲 50 mm。

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此方法不需要使用任何的放射源，可用於不同套管類型的鑽孔中。同樣地，它比伽 瑪密度法便宜得多（約為 1999/2000 年合約費率的一半）。當相同來源的材料並進行 特定校準時，伽瑪光譜法可用於顯示風化程度。雖然此方法在識別薄弱黏土層不如伽 馬密度法，但可用於驗證地面條件，特別是在大量鑽孔無需採樣的情況下，例如，用 於安裝土釘、耙溝、觀察井和壓力計等鑽孔。

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圖 45 中顯示鉀含量在位置 A、B 和 C 處的軟弱黏土層特徵，圖 46 中的鉀含量無法 用於識別任何的軟弱層（A 到 H））。但在風化較少的材料，鉀含量明顯增加。

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33.2.7 中子孔隙度

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中子孔隙度的原理是使用快中子照射目標材料，中子與含目標材料中的中子具有類 似質量的粒子彼此碰撞，即降低中子的速度變成熱中子。在地下具有與中子類似質量 的粒子主要是氫原子核，若地面飽和時，氫含量等於水含量，而這又與孔隙度有關。

因此，若目標材料飽和，中子孔隙度的測試記錄會顯示孔隙度。

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根據目標材料間的相對密度比值，此技術可在鑽孔內用 1m/ min 的實際測井速度識 別地下的薄弱層。但在不飽和的地基中，目標材料間的相對含水量並不能真實地反映 孔隙率，此方法將產出誤導的結果。

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使用塑膠外殼的情況下，此方法不起作用，因為塑膠中的氫分子會吸收中子並影響 測試結果。

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33.3 海洋地球物理學