浅谈高密度电法探测土洞溶洞的效果

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1、第3期福建地质GeologyofFujian255浅谈高密度电法探测土洞溶洞的效果陈进添(福建省核工业二九四大队，浦城，353400)摘要通过对高密度电法探测溶洞的野外工作方法、资料整理和成果表示进行对比试验，总结了高密度电法在数据处理、数据的图示方法和相应的解释结果。认为选用适当的测量仪器、数据处理、图示方法可以提高高密度电法探测溶洞的有效性。关键词高密度电法探测土、溶洞参数试验应用效果土洞、溶洞等是石灰岩区主要的不良地质现象。土洞是发育在覆盖土层中，由于松土充填或土层流失形成的；溶洞是地下水长期溶蚀的结果。由于土、溶洞构成的地基因承载能力低、易下沉

2、、滑动、塌陷等对工程建设有严重的影响。在工程建设之前有效地探测石灰岩地区土洞、溶洞的埋深、规模、形态及填充物分布特征，对工程建设十分重要。由于土洞和覆土、溶洞和岩层间存在着明显的电阻差异，通过运用高密度电法在数据处理、数据的图示方法以及相应的解释的结果，选用适当的测量仪器、数据处理、图示方法可以提高高密度电法探测土、溶洞的有效性。1高密度电法工作原理高密度电法的基本原理是利用不同物质成分所具有的电性差异，通过地表不同电极距的设置采集到地下不同深度的视电阻率值，再对蕴涵有各种地质体信息的视电阻率值，采用计算机数据处理、解释及成图，从而推演出地质体的大小、

3、形状、分布特征等。其工作流程：野外数据采集一计算机数据处理和地质综合资料一推断结果。土、溶洞与其周围的介质在电性上存在着较明显的差异，能满足高密度电法探测，通过大量采集剖面上的视电阻率数据，从横向和纵向对比剖面视电阻率的变化、差异，可以达到探测地下土、溶洞的分布状况。技术的关键在于选择适用勘查工作方法和在视电阻率剖面上排除或削弱干扰因素，突出土、溶洞所引起的异常。2工作方法参数选择试验2．1试验场地概况阳春大河移民安置区位于阳春市春城镇西北边城区内，为大河水库移民安置区，场地内建有3～4层民房，测线经过的地下铺设有供水、排水、排污等管道，地面为水泥板或

4、砂石收稿日期：2010—05—21作者简介：陈进添(1967一)，男，工程师，放射性物探专业。256福建地质GeologyofFujian第29卷硬层，地层情况从上至下大致分为人工填土、粘土(局部有淤泥质)、砂、石灰岩(微风化)，土层厚，平均20m。场地内溶洞非常发育。如阳春L25线地质剖面图(图1)图1阳春L25地质剖面图Fig．1ThegeologicalprofilemapoftheL25explorationlineintheYangchunarea2．2野外工作2．2．1测试装置装置的选择取决于探测精度、被探测场地及其地形特征。不同的条件下，

5、各种装置的探测精度不同，主要是探测仪器、装置特点、数据处理方法技术。测试的工作方式为施仑贝尔，从原理上，三极比对称四极对地下视电阻率的变化更为敏感，为此在阳春试验场地L25线上进行了对比试验，探测结果表明，两种布极方式都能对异常点有相应的效果，但三极受接地条件、电极处下方埋设的排污管等影响较大，而三极装置比较适用不宽敞的场地、但抗干扰能力弱。相对来说，对称四极抗干扰能力强，特别是压制干扰，增强有效信号，比较适合于开阔的场地。2．2．2电极距采用四极装置对阳春试验场L25线进行测试，装置A、M、N、B等间距排列，其中A、B是供电极，M、N是探测电极，AM

6、=MN=NB为一个电极距。电极间距按2，3，4，5rrl极距布设电极分别进行测试。并将视电阻率剖面与钻探揭露溶洞进行对比显示，电极距小的测试结果比电极距大的更能反映微弱的视电阻率变化，与钻探揭露溶洞更为吻合，但抗干扰能力有所削弱。2．2．3测试仪器在阳春试验场地L25线上，曾使用过WGMD--6、DGT一1、DUK一2等3种高密度电法仪器进行测试，将各仪器在该线的测试结果对比，3种仪器测试得到的电阻率剖面特征基本相似。2．3数据处理方法技术2．3．1测点间的平衡、归一化测量电极(MN)接地不好或地表层不均会引起该测点视电阻率(p。i)的变异，可与相邻测

7、点视电阻率相比较求出其影响的量值(Vi)，幽=toi—V。(i一测量层序号)即为“测点间的平衡”，计算同一测线第1层(或第1，2层)的p5平均水平值V，并把测线上所有测点的视电阻率都统一到此水平值，即为“归一化”。测点间平衡、归一化的目的是削弱测量第3期陈进添：浅谈高密度电法探测土洞溶洞的效果257电极不均的影响。2．3．2消除干扰剔除高密度电法测量时，电极接地不好或地表层不均会引起与该电极有关的视电阻率数据的变异，严重时会出现负数，可把这些数据作剔除处理。2．4数据表示方法技术高密度电法的测点较多，如果要用电测深的解释方法对每一测点进行逐一解释，则工

8、作量很大，是不太现实的。该项目在网格化间隔、等值线分级、着色和异常的子波提取等方面对电阻率剖面