文档介绍：高密度电法在工程地质中的应用与研究
高密度电法在工程地质中的应用与研究
摘要:经过长时间的发展,我国的电法勘探技术在基础理、方法技术和应用方面都取得巨大的发展,在工程地质中,电法正发挥着重要作用,本文针对目前我国普遍应用的高密度电法勘探方法进行探讨,以及高密度电法在工程地质中的研究应用。
关键词:电法勘探;高密度电法;
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:
高密度电法具有小点距、数据采集密度大、施工效率高和分辨率高的特点,在工程地质、管线探测、物探找水、岩溶及地质灾害调查等工程地质勘察中已逐渐成为常用的方法。
高密度电法

其原理为常规电法勘探原理。因此电阻率剖面法的装置均可用于高密度电阻率法,常用于场地勘察、公路及铁路隧道选线、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝调查、水库渗漏研究、地下水污染调查等环境地质,与传统电阻率法相比快速、高效、自动化、获得的地电信息更丰富。
高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异。它通过A,B电极向地下供电流J,然后在M,N极间测量电位差△V,从而求得该记录点的视电阻率值ρS=K△V/I。根据实测的视电阻率剖面,进行计算、处理、分析,便可获得地层中电阻率的分布情况,从而可以划分地层、圈闭异常等。现场测量使用的仪器是IYZD-6A多功能直流电法仪,使用的方法是a~排列(温纳),该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列示意图如图1所示。

图1 电极排列示意图

高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系三部分组成。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发出工作指令,向电极供电并接收、存贮测量数据。高密度电阻率法工作时,其供电电极与测量电极是一次性布设完成的。通常情况下,经由仪器的电极转换开关控制,排列中的某两根电极既作为供电电极AB,在下一组组合测量时又要作为测量电极MN。我们在工作时,总希望探测深度要深(即AB要大),又不会漏掉小的异常体(即MN要小)。要提高横向分辨率,就要牺牲它的探测深度,反之亦然。所以在设计极距时,既要充分考虑探测深度,又要兼顾横向分辨率。

高密度电法的数据处理主要包括两大部分,即数据预处理和数据反演处理。数据预处理主要包括:编辑视电阻率值,对突变点和噪声引起的畸变数据进行剔除;对由多个测量断面组成的剖面进行拼接,把各电极所对应的平面坐标添加到数据文件中。高密度电法装置类型较多。各种装置的不同其资料整理过程也不尽相同。在此以温纳(对称四级)装置为例,即选取AM=MN=NB=a,记录点取在MN的中间,仪器所测视电阻率计算公式为:
ps=(KAB × △UMN)I,其中KAB=2xII×a
工作电极数为60或120个,电极距选1~5m。最大隔离系数选16或32。采集系统通过仪器自动选取A、B、M、N-并在60或120根电极中相互转换。同时主机测试到不同位置不同层的ps值。最终完成整条剖面的数据采集工作,根据视电阻率值的变化异常来划分地层分布情况。
二、高密度电法的应用

目前越来越多的工程建设项目遇到地下采空区的探查问题。地下采空区引起的地面沉陷,是工