高密度電法勘探

1、高密度電法及其在工程與環(huán)境中的應(yīng)用華北水利水電學(xué)院地球物理勘探地球物理勘探 是一種重要的工程物探方法 以地下巖土介質(zhì)的電性差異為基礎(chǔ) 主要是觀測研究人工建立的地下穩(wěn)定電流場的分布規(guī)律 主要用于水文、工程和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查1 1 高密度電法及其在工程與環(huán)境中的應(yīng)用高密度電法及其在工程與環(huán)境中的應(yīng)用1. 1 高密度電阻率法概述高密度電阻率法概述1 1 高密度電法及其在工程與環(huán)境中的應(yīng)用高密度電法及其在工程與環(huán)境中的應(yīng)用1. 1 高密度電阻率法概述高密度電阻率法概述 高密度電阻率法實(shí)際上是一種陣列勘探方法。野外測量時(shí)只需將全部電極(幾十至上百根)置于測點(diǎn)上，然后利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測儀便可實(shí)

2、現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動(dòng)采集，當(dāng)將測量結(jié)果送入電腦后，還可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并得出關(guān)于地電斷面分布的各種圖示結(jié)果。 1. 1 高密度電阻率法概述高密度電阻率法概述高密度電阻率相對于常規(guī)電阻家法而言、它具有以下特點(diǎn)： 電極布設(shè)一次性完成，減少因電極布置而產(chǎn)生的故障和干擾 能有效的進(jìn)行多種電極排列方式的掃描測量，團(tuán)而可以獲得較豐富的關(guān)于地電斷面結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)信息 野外數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化或半自動(dòng)化，不僅采集速度快，而且避免了由于手工操作所出現(xiàn)的錯(cuò)誤 與傳統(tǒng)的電阻率法相比，成本低、效率高，信息豐富，解釋方便?？碧侥芰︼@著提高1. 1 高密度電阻率法概述高密度電阻率法概述 關(guān)于陣列電探的思想早在70年代末期就有

3、人開始考慮實(shí)施。英國學(xué)者所設(shè)計(jì)的電測深偏置電測深偏置系統(tǒng)實(shí)際上就是高密度電法的最初模式，80年代中期，日本地質(zhì)計(jì)測株式會(huì)社曾借助電極轉(zhuǎn)換板電極轉(zhuǎn)換板實(shí)現(xiàn)了野外高密度電阻率法的數(shù)據(jù)采集。只是由于整體設(shè)計(jì)的不完善性，這種設(shè)備沒有充分發(fā)揮高密度電阻宰法的優(yōu)越性。 80年代后期，我國地礦部系統(tǒng)率先開展了高密度電阻率法及其應(yīng)用技術(shù)研究，從理論與實(shí)際結(jié)合的角度，進(jìn)一步探討并完善了方法理論及有關(guān)技術(shù)問題、研制成了幾種類型的儀器。近年來該方法先后在重大場地的工程地質(zhì)調(diào)查工程地質(zhì)調(diào)查、壩基壩基及橋墩橋墩選址、采空區(qū)采空區(qū)及地裂縫地裂縫探測等眾多工程勘察領(lǐng)域取得了明顯的地質(zhì)效果和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 主要內(nèi)容是學(xué)

4、習(xí)高密度方法原理、野外工作方法、數(shù)據(jù)采集、資料解釋等方面。 電阻率法勘探都是要將所測的電流或電壓值換算成電阻率值，但是只有當(dāng)?shù)孛鏋闊o限的水平面，并且地下充滿均勻各向同性的導(dǎo)電介質(zhì)的條件下才可以得到大地的真電阻率值，在實(shí)際工作中，地形往往起伏不定，地下介質(zhì)也不均勻，各種巖石相互重疊，斷層和裂隙縱橫交錯(cuò)，或者有礦體充填其中。這時(shí)候經(jīng)過測量所得的電阻率不是目標(biāo)電阻率，我們稱為視電阻率1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率法的基本原理的基本原理IUKMNs 視電阻率雖然不是巖石的真電阻，但卻是地下電性不均勻體和地形起伏的一種綜合反映。故可利用其變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)和勘查地下目標(biāo)，達(dá)到解決工程地質(zhì)問題的目的。高密

5、度電阻率法實(shí)際上是多種排列的常規(guī)電阻率法與資料自動(dòng)反演處理相結(jié)合的綜合方法，它仍然是以巖土體導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一類電法勘察，只不過電極布設(shè)一次完成，能有效進(jìn)行多種電極排列方式的測量，如溫納裝置，施倫貝射裝置，偶極偶極裝置等，從而可以獲得較豐富的地電結(jié)構(gòu)信息，數(shù)據(jù)的采集基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率法的基本原理的基本原理 高密度電法實(shí)際上是一種陣列勘探方法，它在二維空間內(nèi)研究地下穩(wěn)定電流場的分布，野外測量時(shí)，將數(shù)十個(gè)電極一次性布設(shè)完畢，每個(gè)電極既是供電電極又是測量電極。通過程控式多路電極轉(zhuǎn)換器選擇不同的電極組合方式和不同的極距間隔，從而完成野外數(shù)據(jù)的快速采集。當(dāng)電極捧列間距

6、為x時(shí)，測量電極距anr依次取nl，2，每個(gè)極距依固定的裝置形式逐點(diǎn)由左至右移動(dòng)來完成該投距的數(shù)距采集。對某一極距而言，其結(jié)果相當(dāng)于電阻率剖面法，而對同一記錄點(diǎn)處不同極距的觀測又相當(dāng)于一個(gè)電測深點(diǎn)。1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率法的基本原理的基本原理1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率法的基本原理的基本原理 （1）垂向直流電測深原理 直流電測深法是研究指定地點(diǎn)巖層的電阻率隨深度變化的一種物探方法。該方法是在地面上以測點(diǎn)為中心，從近到遠(yuǎn)逐漸增加觀測裝置距離進(jìn)行測量，根據(jù)視電阻率隨極距的變化可劃分不同的電性層，了解其垂向分布，計(jì)算其埋深及厚度。 （2）電測剖面原理 電測剖面法就是在供電和測量

7、電極保持一定距離，按一定的探測深度，沿著測線方向逐點(diǎn)進(jìn)行觀測，獲得電阻率曲線，以此反映一定深度內(nèi)電性層的變化情況，即電阻率剖面法是研究巖層電阻率在一定深度范圍內(nèi)的水平方向上物性變化的探測方法。1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率法的基本原理的基本原理1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程DUK-1探測系統(tǒng)測試記錄儀 DUK-1探測系統(tǒng)電極控制儀1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程高密度電法野外觀測示意圖1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程1. 2 高密度電阻率法高密度電阻率

8、法的測量過程的測量過程 首先布好電極，再接上大線，連好儀器上的對應(yīng)連線。 具體操作分兩步： 先打開多路電極轉(zhuǎn)換器開關(guān)，再打開主機(jī)開關(guān)，如發(fā)現(xiàn)多路轉(zhuǎn)換器顯示器出現(xiàn)MN對應(yīng)數(shù)據(jù)跳動(dòng)不停時(shí)，再應(yīng)分別接主機(jī)復(fù)位鍵和多路轉(zhuǎn)換器復(fù)位鍵一次，此現(xiàn)象即可消除。 開關(guān)顯示主菜單 (一)先操作多路轉(zhuǎn)換器：在主菜單的提示下： 1)輸入?yún)?shù) 鍵入1(INPUT)再鍵Y鍵輸入有關(guān)參數(shù)：首先輸入通道電極總數(shù)，如SW=60， 再按Y鍵。 輸入起始電極數(shù)如CHO=1，再按Y鍵 輸入測線上有效電極數(shù)，如CH=50，再按Y鍵 輸入最小間隔系數(shù)(最小層數(shù)，如Min=1)，再按Y鍵 輸入最大間隔系數(shù)，如Max=16，為16層，再按Y

9、鍵，顯示：1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程 (二)按住模式鍵，同時(shí)打開儀器電源開關(guān) 按數(shù)字鍵2，選中高密度電法DUK-2A，如果您要選擇四極法，請選擇模式一，按模式鍵，再“回車”，再按數(shù)字鍵1，再“回車”，再按數(shù)字鍵1，再“回車”，便進(jìn)入設(shè)置工作參數(shù)環(huán)境，屏幕顯示如下：1. 3 高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程1. 3高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程 (三)測量：分為接地電阻的測量和采集數(shù)據(jù)的測量 1、測量接地電阻： 主機(jī)和多路電極轉(zhuǎn)換開關(guān)參數(shù)設(shè)置完后，已處在待機(jī)狀態(tài)。 為了保證測量采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、正確，必須對電極的接地情況及大線、電極、儀器三者之間連接，必須可靠性必須在測量前，檢測接地電阻 2、測量： 首先將多路電極轉(zhuǎn)換器復(fù)位，即按復(fù)位鍵，進(jìn)入主菜單 溫納剖面模式：選擇Worte1，按數(shù)字鍵3，再按Y鍵 再按主機(jī)測量鍵1. 3高密度電阻率法高密度電阻率法的測量過程的測量過程對稱四極裝置方式（WN）： 它的電極排列規(guī)律是（對于60道）：A，M，N，B（其中A，B是供電電極，M，N是測量電極），AM=MN=NB為一個(gè)電極間距，隨著間隔系數(shù)n由n（MIN）逐漸增大到n(MAX），四個(gè)電極之間的間距也均勻拉開。該裝置適用于固定斷面掃描