实验五导电纸电法实验

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1、2014/6/6PBH007123汪冲浪（一）实验目的：地电学是研究大气，海洋和固体地球内部的电性及电场分布规律，利用电法勘探中的某些方法，来研究固体地球内部介质及其周围的电性以及其电场的分布。用导电纸模似均匀层状介质地面，采用四极对称电测深法，测量均匀层状介质地质剖面的电场分布，了解电场分布特征，用理论知识来验证实验结果。学会正演科学实验方法，导电纸可以不同的地质构造，可以代替复杂的理论计算，为反演推断，解释提供依据。（二）设备：1.图板2.导电纸3.LZSD-C型自动数字电测仪4.电池1一2节或直流电源5.大头针及小铁锤6.鳄鱼夹及导线7.特种铅笔、直尺、记录本&计算器（三）原理

2、及装置：导电纸（电讯传真原纸）是一种纸浆加碳黑制造的纸，其面电阻在10-101欧姆范围内，与均匀介质相当，当在纸面上以点电源或其他形式供电时，电位在场源内满足泊桑方程，在场源外满足拉普拉斯方程。地球物理场的理论研究，无论是直流电场、磁场、重力场或激发极化场，它们同样也满足这二个方程，因此利用导电纸作为介质就可能模拟这些方法的理论计算。众所周知，复杂态理论计算的数学解不仅费时，而且有时是不可能的，而导电纸模拟实验恰能担负起这个任务。它们之间相互的对应关系，在二维问题中可按下表一一对应。导电纸实现类比的形式：场的名称对应关系直流电场磁场引力场激发极化总合场导电纸源内位方程V=/V=4%J

3、V9=4龙GV=/V*=/源外位方程—0=0—0=0—0=0—0=0—0=0边界条件00]00(0)z訥二(0k(01)z訥=(02)z：(0)z“=(El00]00(0Jz"二(02L(0Jz訥=(02)z=位势对应关系电位0磁位0引力位0总极化电位0导电纸电位0增强对应关系Eh（水平）E（垂直）H2△gE]e2EE场源对应关系I电流J极化强度am剩余质量I电流I电流物性参数导电率O'导磁率“剩余密度等效电导率0"导电率（7建场布置:“纸”为均匀导电纸）体源点源大头针金属片极化源多双点源垂直场A磁场测量布置：（地面）电场：水平厂太头针磁场水平垂直引力场力场特种铅笔绘出的地形线1.模

4、拟层参数:三层地层的模拟曲线，采用多种形式,(1)P>PZ、H型曲线(2)P>p2>p3Q型曲线(3)PUP、K型曲线(4)PxP2用n层纸迭加，Pi为一层,作为测量表面，A型“、*互换，Q、K型用铜或铝片代替，Q型曲线C、P2同H型，K型、P2同A型曲线。2.比例尺：各层厚度及地面极距釆用同一比例尺，一般模拟需要二种以上的比例尺，第一种用1：100,实际1米为纸上1厘米。AB/2可工作至40米，(即

5、AB长80米，相当纸上80厘米)第二种比例尺为1：1000,纸上1厘米相当实地10米，可工作至400米，两种比例尺同样适用於地层厚度。1：100比例尺中，导电纸宽lcm即代表地层厚度1米，在1：1000吋则为10米。更大的极距需用另外的比例尺，地层厚度采用二种，其屮种用以下参数：九=10米，h2=20米，h3-*8；纸上按比例尺分别量出纸宽1：100hi为纸宽10cmh2宽20cmh3为图板toc另一种釆用,hi=20米,112=20米(四)实验步骤：1.三层地层的模拟曲线(1)调节仪器并连接导线(2)布置导电纸按模拟要求布置纸面：0=1/4/—P=g导电纸为Pl层间连接可用大头针

6、，每隔lcm-2cm钉一根。也可用浆糊粘合（需加盐类物质）。（3）布置地表测线，用直尺和铅笔暈出距离：MN

7、在1：100时：二一=lc〃？（相当实地1米）AB=3>4、5、6、9、12、15、25>40cm各距离上均用大头针钉上，作为供电极及测量极。AB汕一二型自动数字电测仪⑷按极距从大到小逐点供电，在固定的MN极上测量电位差。71ANxBM（5）按下列公式计算K值及Ps值:K=——2InIAMxBN)1Jam,ak（6）质量检查在测暈完毕后应第二次检查观测。检查时应改变电流值，一般改变电流强度20%,并换人操作，两次观测计算的Ps值，按下列公式计算相对误差ni及均方相对误差M：m—

8、PsYs(A+A)/2xlO(%<7AMx4%式中N为重复观测数据中参与平均的数据个数，Ps为第一次观测值，Ps为检查观测值。M=±{”%2jin<5%U为每个极距的相对误差，n为检查的电极距数。1.高阻、低阻地层模拟曲线实验步骤同1T7QnC型自动数字电测仪1・三层地层的模拟曲线(1)调节仪器并连接导线(2)布置导电纸按模拟要求布置纸面：0=1/4/—P、=8导电纸为Plhi=10cm；h2=20cm1:100层间连接可用大头针，每隔lcm—2cm钉一根