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1、西部探矿工程2006年增刊2006WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERING文章编号:1004—5716(2006)增刊—0278—02中图分类号:U45211文献标识码:B高密度电法的原理及工程应用邓超文,周孝宇(广东省公路勘察规划设计院,广东广州510507)摘要:介绍了高密度电法的原理及应用,高密度电法具有设备简单、使用方便、准确度高、对工程无破损等特点。经比较分析,其结果与地质资料吻合较好,这为推广应用高密度电法提供了科学合理的依据。关键词:高密度电法;岩溶;隧道;探查方法综合物
2、探方法是岩溶调查中的重要手段,高密度电法则是果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。综合物探的有效方法之一,高密度电法兼具剖面法与电测深法计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模的效果,并具点距小、数据采集密度大、能直接反映基岩起浮状块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。态,高密度电法测量的二维地电断面能较直观地反映基岩界线在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资基岩构造,能够了解与围岩存在电性差异的断裂构造的发育情料作地质解释,并绘制出物探成果
3、解释图。况。目前,国内外生产的高密度电法观测系统较多,主要是由多灰岩为可溶性碳酸盐岩,当灰岩溶蚀发育至一定程度时,在功能数字激电仪、多路电极转换器、高级电法处理软件等部分组地下水动力条件的改变或工程施工振动等外因诱发下易引起地成,见图2所示。面塌陷,给人民的生命、财产造成重大损失。在岩溶灾害多发区进行灾害地质调查,为灾害治理提供必要的基础地质资料,是减灾防灾工作的前提。高密度电法能反映岩溶发育等引起的断面电性变化情况及岩溶电性异常体基本形态。1高密度电法的基本原理1.1高密度电法的工作原理高密度电法的基本工作
4、原理与常规电阻率法大体相同。它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法,根据在施加电场作用下地中传导电流的分布规律,推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异。和常规电阻率法一样,它通过A、B电极向地下供电流I,然后在M、N极间测量电位差ΔV,从而可求得该点图2高密度电法系统示意图(M、N之间)的视电阻率值ρs=KΔV/I(图1)。根据实测的视电阻率剖面,进行计算、分析,便可获得地下地层中的电阻率分布情2应用实例况,从而可以划分地层,判定异常等。高密度电法野外观
5、测,是将一次布设在测线的几十根(甚至上百根)电极通过多芯电缆与电极转换器连接,在主机控制下实现电极排列方式、极距及测点的扫描。由于电极布设是一次完成的,所以减少了因电极设置而引起的故障和干扰,提高了观测精度和观测速度。高密度电法是许多普通电法排列、测点的集合,是将许多电极(一般为60个),按一定极距(一般为1～5m)排列,通过电缆、开关控制箱同测量仪器相连。测量时,测量仪器通过指令控制开图1高密度电阻率法工作原理关控制箱以一定的排列顺序将电极转换成供电电极或测量电极。1.2高密度电法的设备组成根据不同的电极排
6、列顺序和测量方式,可分为不同的装置高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系方式,本次勘察使用装置为:点距5m、60个电极、排列长295m,3部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供滚动覆盖α,排列(温纳装置)。电与测量状态。主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器近年,高密度电阻率法被广泛应用于我部负责勘察的大型发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结高速公路工程中,如:广梧高速公路、西部沿海高速公路、广贺高2006年邓超文,周孝宇:高密度电法的原理及工程应用增刊27
7、9速公路等等,现举若干工程实例,以说明其应用效果。某隧道高其地面位置与地质调查中地表破碎带露头位置相符,结合地质密度电法视电阻率剖面见图3所示。情况,推测为断裂构造引起,其埋深在隧道线路位置约在10～高密度电法剖面表现出较规则的高阻、低阻相间异常现象,30m,隧道区地质情况较复杂(见图4)。图3某隧道高密度电法视电阻率剖面图图4某采空区高密度电法视电阻率拟断面图及地质解译图高密度电法视电阻率拟断面图中对于空洞、裂缝等隐患主[2]葛如冰,黄伟义,等.高密度电阻率法在灰岩地区的应用研究[J].物要表现为高电阻(如
8、果空洞充水或充泥则表现为低电阻)、低密度探与化探,1999,23(1).[3]王文州.物探技术在高速公路溶岩地区地质勘探中的应用[J].中外和低介电常数等;对于软弱层或软弱体、渗漏通道等主要表现为公路,21(4).低电阻、低密度等。结合钻孔资料可以确定若干异常为采空区引[4]刘晓东,张虎生,朱伟忠.高密度电法在工程物探中的应用[J].工程起。由于方法的局限性,其他异常区不排除由于局部地质体的物勘察.
