高密度电阻率法在工程勘察中应用

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1、高密度电阻率法在工程勘察中应用　　　　　杜荣光　　（云南省有色地质调查院昆明　650215）〖摘要〗本文介绍高密度电阻率法的原理及技术方法，它相对常规电法具有测点密度大、信息量多、效率高等特点，通过在工程勘察中应用实例，认为在工程勘察中，是一种简单易行，行之有效的方法。〖关键词〗高密度电阻率法工程勘察一、前言工程物探是工程地质勘察中的重要手段之一,但由于勘探险仪器的限制,还存在着很多不足。例如，利用岩石的电性差异来解决地质问题时，我们大都采用常规电法─电阻率测深法，但是由于电阻率测深法受其观测方式的制约，不仅测点稀，工作效率低，信息量小，而且更难从多种电极排列的各种组合上去研究地电断面的特征

2、、结构与分布。因此，常规电法工作方式所提供的关于地电断面的地质信息贫乏，资料解释存在相当困难。随着仪器设备技术及计算机计算技术的先进发展，高密度电阻率法勘探技术在工程地质勘察中发挥着重要作用。高密度电阻率法相对于常规电阻率法，有以下优点：⒈电极布设是一次完成，因而可以防止因电极重复设置引起的干扰，减小测量误差。⒉能有效地进行多种电极排列方式的测量与组合，从而可以提供较为丰富的地电结构状态及地质信息。⒊野外的数据采集、记录，实现了自动化、智能化，因此可以采集到大量的数据，并且避免了人工操作带来的误差。⒋资料的处理和图示，实现计算机处理，因此大大提高了电阻率法的智能化，现代化。由于上术特点，使得

3、高密度电阻率法相对于常规电阻率法相比，具有成本低，效率高，反映地电断面、地质信息更丰富，更直观，资料解释简单方便等特点，目前已被广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁路线勘探、寻找地下水、确定水库坝基、防洪大堤隐患位置勘探、其它地质灾害勘察中。二、高密度电阻率法的原理及技术方法⒈高密度电阻率法的原理高密度电阻率法与常规电阻率法的基本原理完全相同，在本质上都是直流电阻率法。因此，它仍是以岩石的电性差异为基础的一类直流电阻方法，研究的是在施加电场作用下，地中传导电流的分布规律。对于简单地电条件下的位场分布的求解，通常采用解析法，即根据给定的边界条件解拉普拉斯方程。对于复杂地电结构的分布规律，主

4、要用各种数值模拟方法。高密度电阻率法与常规电阻率法的不同是装置电极排列方式不同，高密度电阻率法采用的是组合式的剖面装置。⒉高密度电阻率法的技术方法⑴仪器系统目前大部分高密度电阻率法仪器系统由常规电阻率法多功能数字仪、多路电极转换器及高级电阻率法处理软件组成。系统主机一机多用，即能单独做常规电阻率法，以能配合多路电极转换器和电缆电极做高密度电阻率法。系统主机数据采集精度高、测量速度快、存储量大、大屏幕显示、菜单对话式操作，能与外部计算机对接。多路电极转换器控制灵活，具有可定位到开关自诊功能，能将多个多路电极转换器通过通讯电缆快速串联在一起实现级联，可使系统电极数量成倍增加。高密度电阻率法处理软

5、件可使电法测量数据解释工作更加方便直观。⑵电极排列高密度电阻率法能支持多种装置电极排列方式，根据电极排列方式不同，在做高密度电阻率法测量中分为两种方式测量。①固定断面扫描测量该测量方法在测量时以深度方向的剖面线为单位进行测量。在电缆电极一次布设完成后，启动一次测量最少一条剖面线。一个测量断面由若干条剖面线组成。该测量方法在电极排列方式上有α排列（温纳装置AMNB）、β排列（偶极装置ABMN）、γ排列（微分装置AMBN）、δA排列（联剖正装置AMN∞）、δB排列（联剖反装置∞MNB）等。下面以α排列（温纳装置AMNB）为例，说明高密度电阻率法的固定断面扫描测量方法。设电极基本点距X=a,沿测线

6、布设电极Psum,剖面线号为n,剖面线n上的测点数为Dn，采用装置电极数Pa。当Psum为60时，测线断面上的剖面线数为16（剖面线总数与各仪器系统设备有关），则剖面线n上的测点数为Dn=60－（Pa－1）×n，测线断面上的总测点数为∑16n=1Dn=552。在测量过程中保持AM=MN=NB=na不变，每测量完一点向前整体移动na极距，直至B极为最后一个电极。剖面上的测点数随剖面线号n的增大而减少，其断面上测点呈倒梯形分布。②变断面连续滚动扫描测量该测量方法在测量时以滚动线为单位进行测量。在电缆电极一次布设完成后，启动一次测量最少一条滚动线。滚动线是一条沿深度方向听直线或斜线，各测点等距分布

7、其上，所有滚动线上相同测点号的测点构成一条剖面（与固定断面扫描测量方式中的剖面概念相同），不同度的测点位于不同剖面上，一条滚动线上的测点数等于测线断面上的剖面线数，测线断面由若干条滚动线组成。测量一条滚动线的过程称为单次滚动，即在保持供电电极不动的情况下沿测线方向移动测量电极进行测量，直至测量点数等于剖面数为止。在电缆电极一次布设完成后，可以通过仪器参数设置成连续滚动测量方式，一次测量数条滚动线。在实际工作中