高密度电阻率法在探测岩石溶洞中的应用

高密度电阻率法在探测岩石溶洞中的应用

【摘要】地下岩溶的发育影响着地面基础工程的安全使用，所以我们要查明岩溶地区的溶洞分布范围、具体位置和溶洞规模，以采取相应的措施保证该地区地面建筑的安全。本文在简述高密度电阻率法概要的基础上，通过列举相关地区的岩石溶洞物探勘查工程，阐明了该方法在探测溶洞中的良好效果。

【关键词】溶洞；工程物探；高密度电阻率法

1.引言

目前，随着我国建筑事业的蓬勃发展，建筑场地的不断扩充，在工程项目施工中遇到了很多工程地质方面的问题，如建筑场地局部地面塌陷，施工桩基础时，出现塌孔、漏浆、掉钻等现象，地上建筑物突然的混动或倾斜及不均匀沉降，而引起这些事故发生的隐患之一就是溶洞。所以查明岩溶地区的溶洞分布范围、具体位置和溶洞规模是十分重要的。

工程物探作为解决土木工程勘察中工程地质、水文地质问题的一种物理勘探方法，它是以研究地下不同地质体在物理性质上的差异，直接影响地下物理场的分布规律，通过观测、分析和研究这些物理场，并结合有关地质资料，判断与工程勘察有关的地质构造问题。其中，高密度电阻率法具有成本低、效率高、信息丰富、解释方便、受场地干扰小等优点，在调查岩溶发育地区溶洞的分布情况的勘查工程中更为有效和实用。

2.高密度电阻率法原理概述

高密度电阻率法是以岩、土导电性差异为基础，研究在人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律的一种电探方法。它的理论基础与常规电阻率法相同，所不同的是方法技术。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电极转换装置和计算机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当测量结果送入计算机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果[1]。其工作流程图见图1。

3.工程实例

3.1 测区地质概况

测区拟建一栋28层高层住宅及多栋5层住宅。区域地质资料显示，该场地位于汤岗子断裂带东侧，二台子断裂带北侧，石灰岩岩溶发育区。本区第四系为粘土及粉质粘土，夹中粗砂层，基岩下古生界寒武系页岩、石灰岩，基岩埋深约50～60米，断裂构造及溶洞较为发育。

高密度电阻率法应用(含举例、图解)

高密度电阻率法在岩溶探测上的应用 [摘要]简要介绍了高密度电阻率法的基本原理，详细分析了一个探测实例，通过理论与实践的结合说明了利用高密度电阻率法进行岩溶探测是一种有效的探测手段。 [关键词]高密度电阻率法装置岩溶 0 引言 衢州一窑上高速公路某段为挖方段路基，挖方高度为6—8m，该路段路基部分开挖至路基设计标高时，显露出直径大小不一的孔洞7个，人工插入钢钎发现孔洞深浅不一，伴有涌水现象，洞口有扩大趋势。为了查清地下孔洞的分布范围，为进一步的治理提供依据，决定利用地球物理勘查方法进行探测，接受委托后，笔者随即对工区进行了早期调研，根据委托方提供的钻孔资料及野外踏勘，场地的地层自上而下有：亚粘土、卵石含亚粘土、碳质泥岩、灰岩等。表1为该区各地层岩石的电阻率，由表可以看出，这些岩石的电阻率差异是明显的，适合进行电法勘查工作。 灰岩区内的不良地质现象主要是土洞和溶洞、溶蚀带，从地质资料可知，土洞是发育在覆盖土层中，要么是空的，要么充填很松散的土、电阻率偏高，而土层的电阻率又普遍偏低，因此，土洞在等值线剖面中的反映是仅次于土层中的高阻异常；溶洞位于基岩面以下，由溶蚀带逐渐溶蚀形成的，多充填有水土，从而电阻率偏低，由于完整灰岩的电阻率普遍偏高，因此在灰岩面下明显的封闭或半封闭低阻异常基本上是有充填溶洞的反映，不能封闭的带状低阻异常则是溶蚀带的反映，由于土洞、溶洞发育的位置、形状、大小都难有规律可循，根据委托方的勘查要求以及工区的地质地球物理前提，确定了利用高密度电法进行孔洞勘查。高密度电法获取信息量大，分辨率高，在岩溶地区地下岩溶分布空间定位中有许多成功的例子。 1 高密度电阻率法概述 高密度电阻率法是近几十年发展起来的一种电法勘探新技术，它在工程勘察领域得到了广泛的应用，其基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探—样使用覆盖式的测量方式，图1为高密度电法工作系统示意图。与常规电法相比，高密度电法具有以下优点：(1)电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；(2)能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；(3)数据的采集和收录全部实现了自动化(或半自动化)，不仅采集速度快，从而避免了由于人工操作所出现的误差和错误；(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。由此可见，高密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法[1-4]

高密度电法实习报告(物探)

高密度电阻率法实习报告 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014/11/5

一、实验目的 在实际地质勘察的工作中，物探技术是必不可少的，其具有使用方便、快捷、成本小的优点，可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法，是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段，所以我们有必要熟练的掌握高密度电阻率法的试验方法和数据解释。 二、实验原理 高密度电阻率法是结合电剖面和电测深的直流勘探方法，它是在常规电阻率法的基础上发展起来的，仍然以岩土体的电性差异的为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言，具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反应地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性纵向的电性变化的情况，具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。 高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大，当隔离系数n主次增大时电极距也逐次增大，对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的，因此，当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上，整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。 此次试验高密度电法用到两种装置： α排列（温纳装置AMNB）：Kα=2πa β排列（偶极装置AMBN）：Kβ=6πa

三、实验内容及步骤 测区：兰州大学榆中校区东区教学楼南侧草坪，测区地势平坦，地表植被除傍边有一排行道树外均为矮小杂草，见图1。 图1 测线布置方式：沿正东的方向布置单条侧线，电极间距a=8m，共n=32个电极。装置方式为温纳四极和偶极法依次进行。 步骤： （1）检查实验仪器; （2）将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离插入土层中，要求与土层良好接触，将测线固定在钢钎上，使其相互接触； （3）将测线与仪器连接，进行电阻检测，检查各段测线与钢钎是否良好接触； （4）根据布设情况，选定参数及试验方法，开始测量； （5）将所得的视电阻率数据运用反演软件RES2DINV进行数据处理； （6）根据数据处理得到的地层剖面情况结合所测区域的地质情况，做出合理的

论高密度电法探测技术及其工程应用

论高密度电法探测技术及其工程应用 发表时间：2019-07-17T14:51:34.510Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：徐伟[导读] 摘要：电法勘探作为一种常见的地球物理勘探方法，经常在实际工程中得以运用。 广州市天驰测绘技术有限公司 510663摘要：电法勘探作为一种常见的地球物理勘探方法，经常在实际工程中得以运用。本文对高密度电法探测技术及其工程应用进行分析和了解。 关键词：高密度电法；探测技术；工程应用引言： 高密度电法是电法勘探方法的一部分，它相对于普通勘探方法具有多快好省的特点，因此它经常在城市工程、地质工程、管线工程和考古工作等方面发挥了重要的作用，并且以其自身的特点取得了良好的效果。高密度电法测试装置有很多，如：温纳装置、微分装置、偶极装置、温施装置等。 一、高密度电法的发展及现状 密度电法最早应该是从二十世纪六七十年代开始的，在那之前只有传统的电法，可是传统电法却有着相当大的弊端，所以科学家们都在大力对电法勘探进行改进研究，通过大量的研究以后把阵列的思想结合到了电法勘探应用之中，而在这个研究过程中，最早研制出相关的仪器的是英国的一个科学家，他研制出了一个叫做电测探装置的仪器，这也可以认为是高密度电法最开始的模式。然后等到二十世纪八十年代，日本通过了电极转换的思想将野外高密度电法的数据采集工作变成了现实，虽然当时的技术并不完善，还有很多地方存在不足，没有让高密度电法的特点和优势得到充分的利用，可是不得不说那时高密度电法勘探技术的基本思想已经基本上得到了充分的体现。而在这之后，世界多个国家的研究学者也开始对高密度电法进行深入研究，其中代表性的国家有：中国、英国、美国、意大利、加拿大、法国等等。他们进行了很多对高密度电法的基本原理和相关工程应用的研究，通过将理论和实际情况互相结合的方法，逐步对高密度电法的理论和技术进行改进和完善，而在这个阶段高密度电法的发展也可以说是达到了一个新的高度，在这个过程中也出现许多代表性的探测仪器和装置等。 二、高密度电法基本原理 高密度电法以地下岩土的电性差异作为基础，有效的对程控式地下探测仪和程控式地下电极转换仪进行利用，来实现对测线数据的测量、采集、存储等工作，然后对测得数据进行数据处理得到其地下视电阻率剖面图，通过对剖面图进行合理的分析和解释，推断此区域的实际地下地质情况。 需要做的是将需要测试的电极埋设在具有一定的电极间距的测点之上，电极间距通常在1m-10m的范围之间。电极转换开关是一种自动控制的装置，主要是通过单片机对其进行控制，然后可以根据需要自行选择合适的电极装置形式，或者对电极极距和测点随时进行转换控制。所需要的电极信号就是通过电极转换装置送入测量主机对数据进行储存，储存完毕后将数据导入计算机，运用相关的软件对数据进行处理，然后通过彩色绘图机绘制彩色剖面图。图1为高密度电法探测系统图，图2为高密度电法装置线路连接示意图。 三、高密度电法数据处理与分析 在进行高密度电法数据处理过程中，首先需要做的就是对野外探测所得到的数据的格式进行相应的转化，利用剔除坏的数据、数据拼接以及校正畸变数据等方法对测得的数据进行一定的处理，最后通过高密度电法反演，得到反演的效果图。下图即为高密度电法数据处理流程图：

高密度电法

废弃多氯联苯电力电容器 物探探测实施方案 一、项目背景 本次主要对宜昌供电公司和黄龙滩水电厂共5处疑似含PCBs电力设备填埋点进行探测，准确定位含PCBs电力设备的位置和深度。 1、宜昌供电公司探测区 宜昌供电公司探测区位于宜昌市国宾花园酒店附件，距离市中心约3km，距离宜昌火车站3km。经过前期调查了解，共涉及4块区域，每块区域面积大约500平方米。填埋物为6只含PCBs的10kV电容器，型号为：YL10.5-30-1，单只电容器尺寸约为30cm。 2、黄龙滩水电厂探测区 黄龙滩水电厂位于十堰市张湾区黄龙镇以西4公里的峡谷出口处，紧邻襄渝铁路和316国道。本次探测区位于黄龙滩水电厂的水电宾馆附近，填埋物为1只含PCBs的滤波电容器，填埋深度约8米。目前已确定填埋地点位于我厂度假区接待中心楼东南方向与316国道之间的空地处（地表已做硬化处理），疑似埋设区域为顶边约5.54m、底边约21.14m、两腰约为24.47m的梯形区域内，面积约200㎡；坐标为：东经110°31′11″，北维：32°40′42″。

二、作业技术依据 2.1技术依据 (1)《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-2003)（以下简称规程）； (2)《城市测量规范》(CJJ/T8-2011)（以下简称规范）； (3)《城市工程地球物理探测规范》（CJJ 7-2007）； (4)《电力工程物探技术规程》（DL/T 5159-2012）； (5)《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ/T73-2010）。 2.2坐标和高程基准 采用珠区平面坐标系统，投影带中央子午线为东经114°；高程系统为1985国家高程基准。 2.3 成图比例尺及成图规格 成图比例尺为1：500，成图规格为50cm×50cm。 三、现场物探工作基本流程 １、外业工作之前，通过调查、实地探测等手段对测区地形、地表覆盖物、地下可能干扰探测的金属管线（地下管线探测）等作全面了解和分析并制作测区地下管线分布图。 ２、在测区布设行距、排距均为1米的网格，并在地面设置标示。作业区域周边设置警示标示和围栏，禁止闲人进入。 ３、根据实地调查情况以及填埋物基本情况，选用相应的物探方

高密度电阻率法实验报告

工程物探实验报告 实验一：高密度电阻率法勘探 班级： 姓名： 学号： 贵州理工学院资源与环境工程学院 2016年11月

1 实验目的 了解电阻率法（高密度电阻率法）的方法原理、野外工作布置及装置形式；掌握高密度电阻率法数据的采集、处理和解释，熟练操作高密度电阻率法软件。 2 高密度电阻率法原理 高密度电阻率法属于直流电阻率法的范畴，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法，仍然是以岩土体的电性差异为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律。相对于传统电法而言，高密度电阻率法其特点是信息量大。利用程控电极转换器，由微机控制选择供电电极和测量电极，实现了高效率的数据采集，可以快速采集到大量原始数据。具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。 该观测系统包括数据的采集和资料处理两部分，现场测量时，只需将全部电极设置在一定间隔的测点上，测点密度远较常规电阻率法大，一般从1m~10m。然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电极转换开关是一种由单片机控制的电极自动换接装置，它可以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。测量信号由电极转换开关送入微机工程电测仪， 并将测量结果依次存入随 机存储器。将数据回放送 入微机，便可按给定程序 对数据进行处理。高密度电 阻率法现场工作时是在 预先选定的测线和测点 上，同时布置几十乃至上 百个电极，然后用多芯电缆

高密度电法在采空区探测中的应用研究

高密度电法在采空区探测中的应用研究 高密度电法是近年新兴的物探方法，广泛应用于多个工程领域。地下隐伏采空区的存在严重威胁着生产和人员的安全，运用科学的手段对采空区进行准确探测显得非常重要。本文通过高密度电法实测剖面的视电阻率异常特征，推断可能出现采空区的位置，经钻探验证，证实取得良好的效果。最后提出了一些采空区探测值得借鉴的经验。 标签：高密度电法采空区视电阻率 1引言 高密度电法是近年来新兴的物探方法。在地质灾害调查、坝基及桥墩选址勘查、物探找水、采空区探测等方面得到了广泛的应用，效果显著。主要有[2-6]：刘晓东等将高密度电法用在岩溶地质调查中了解基岩岩溶发育情况、勘查基岩断裂构造、划分岩溶区域，取得了良好的效果。杨湘生在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法，在确定最佳井位方面也发挥了重要作用。辛思华等应用高密度电法勘查煤采空区，从探测的异常变化特征精确推断出地下采空区的具体位置，达到了勘查的目的和要求。 我国许多矿山，由于开采不规范，特别是民营矿山。致使地下存在许多不明采空区，其规模不一，分布无序。采空区以空洞形式保留了下来，但有的已经被水或粘土等物质充填，有的在覆盖层重力的作用下已经塌陷。这些采空区的存在，给正常采矿、安全生产构成极大威胁。因此对他们进行准确探测显得极为重要。 采空区探测的物探方法有很多，常用的主要有地质雷达、浅层地震法和高密度电法。地质雷达对浅部的采空区具有较好的效果，对于深部的采空区就比较难识别，特别是在低电阻率区域，高频电磁波能量在地下衰减剧烈，探测深度受到很大限制；浅层地震法是根据地震波的同向轴错动或缺失、能量减弱等标志来推断采空区，可以圈定采空区顶板界面的大致形态和位置，但对规模大小、具体形态难以做出准确的推断；高密度电法集电剖面法和电测深法为一体，可快速准确测量地下地质体横向和纵向的视电阻率变化，其探测精度高，解译结果直观。因此，在采空区探测中被广泛应用。 2高密度电法的原理 高密度电法的基本原理和常规电法基本相同。是以地壳不同岩（矿）石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律以达到解决地质问题的一类地球物理勘探方法[1]。与常规电法一样，通过AB电极向地下供电流I，然后在MN电极测量电位差UMN，根据公式ρS=K？UMN/I，即可得到不同电性地质体的视电阻率ρS，从视电阻率ρS的变化规律即可推断地质体或地层的分布。（K为探测装置系数，I为供电电流。）

高密度电法工作报告全解

烈山污水截流管道提工程 物探报告 二0一六年六月

报告名称：烈山污水截流管道提工程物探报告单位：物探院 项目负责：嵇星华 编写人：嵇星华 物探院 二0一六年六月

目录 1、工程概况 (4) 1.1、探测区地质概况 (5) 1.2、探测区地质概况 (5) 2、探测对象地球物理前提分析 (5) 3、探测依据的标准和规范 (6) 4、仪器设备 (6) 5、工作布置及完成工作量统计 (6) 6、探测原理及数据处理解释 (7) 6.1、探测原理 (7) 6.2、质量评价 (7) 6.3、数据处理与资料解释 (8) 7、剖面解释 (8) 7.1、雷河物探横剖面图 (9) 7.2、致富路物探横剖面图 (10) 7.3、琪嘉物探横剖面图 (11) 8、结论及建议 (14)

前言 1、工程概况 烈山污水截流管道提工程位于烈区，本次工作分别为雷河、致富路、琪嘉路道路两旁的绿化带内，地势较平坦，交通便利，见物探工作示意图（图1）。我院受委托开展该项目的工程物探工作。2016年6月9号设备、仪器进场开始野外工作，2015年6月11日结束野外转入室内数据处理，综合分析报告编写工作，2016年6月13提交物探成果报告。 （图1）

1.1、探测区地质概况 本区地下水动态变化主要受大气降水和蒸发因素的影响，地下水丰水期多现于6～9月份，枯水期多出现于12月至第二年2月。年水位变幅2.0m左右。本次勘查期水位埋深大约为4.0～4.3m。 根据以往地质资料，场地内埋深10.0m以浅地基土自上而下可分为四个地层，主要特性分析如下： ①层杂填土（Q4ml）:灰黄、黄褐色，松散，潮湿，主要由混泥土路面、石块及煤矸石结 构组成。本层厚度1.0～2.1m。 ②层黏土（Q4al）:黄褐色，可塑，光泽反应有光泽，干强度高，韧性中等，夹薄层粉土， 本层层底埋深3.5.0～4.4m。本层厚度1.3～3.4m。 ③层粉质黏土（亚黏土）（Q4al）：黄褐～青黄杂，可～硬塑状态，干强度高，韧性中等， 含砂礓，本层层底埋深3.5～4.4m，厚度4.2～5.0m。 ④层粉砂（Q3al）：浅黄色，饱和，中密状态，土质均匀。本层层底埋深4.4m以下（未揭 穿），最大揭露厚度1.9米。 1.2、探测区地质概况 本次烈山污水截流管道提工程物探勘察的目的主要是查明污水管道铺设路线地下隐伏的管线等地质情况，为该污水截流管道提工程管道的铺设路径及施工方法提供指导性科学依据。 2、探测对象地球物理前提分析 城市地下管道主要包括煤气、自来水、污水、雨水、通讯、暖气管线等等。地下管线在地面以下层层交错，错综复杂，形成了网状的地下管网。从制作材质上来说，地下管道可分为金属和非金属管道，其中非金属管道占据了很重要的一部分，施工过程中，为避免损坏地下管线，需要查阅施工区域的地下管线资料，但实际中，往往查阅不到精确、详细的资料，因此，地下管道的探测是一项很重要的任务。一般说来，在淮北平原地区，无论是金属材质的管道还是混凝土管道，在视电阻率或反演模型电阻率剖面上都呈现高阻反映。因为在埋设金属管道时，要在其表面包裹防锈防腐塑料布或涂复具有同样效果的涂层，管道沟内及管道周围大量投放碎石和砂土，完全覆盖后还要进行夯实碾压。反映在实际探测中，与管道周围的土层相比，应当呈现出相对高阻的闭合圈。此外，如钢质供水管道和钢质煤气管道的外面都包裹有塑料防腐材料，供热的钢质管道更包裹有一定厚度的泡沫海绵及橡胶保护层，地下集束型通讯电缆、光缆的塑料外皮毫无疑问属于高绝缘材质，其铺设需要事先埋置塑料材质的外保护管，这些外管也都是高绝缘物质，与周围相对低阻土层有明显的电性差异。因此，通过这种地电性质，我们可以很轻易的利用电阻率方法来找到管线的分界面。这一特性构成

直流电法、高密度和瞬变电磁法的简介

矿井直流电法勘探涵盖了巷道顶底板电测深法和矿井高密度电阻率法这两种方法，两者属于频率域，而矿井瞬变电磁法则为时间域的方法。 1直流电法技术的基本原理 直流电法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。它通过一对接地电极把电流供入大地中，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息（见图1）。 图1 电法勘探工作原理示意图 一个点电源O 在均匀介质中的电场形态为球形(见图2) ，每个球壳为一个等电位面，不同等电位面上A、B 两点会产生电位差，电位差的大小与其通过的介质的导电性(电阻率)有关。 此时通过直流电法仪测得A、B 两点的电位差，即可计算出介质的视电阻率。 A' j电流线 图2点电源在均匀介质中的电场形态 矿井直流电法勘探在井下巷道内安放物理场源和接收装置，因测点位置靠近勘探对象，缩短了目标体的探测距离，许多在地表无法探测到的较小规模地电异常体，在井下可获得较强异常响应，为提高电法勘探应用能力创造了有利条件。 巷道顶底板直流电测深法装置形式 固定MN法（施伦贝尔装置）

工作布置方式为A---M-O-N---B ，即以 O 点为中心，两边对称布置A 、M 、N 、B 四个电极四个电极按比例由近及远同步移动。 三极装置（常用于井下迎头超前探测） 工作布置方式为A---M — O —N----B （*）。即以 O 点为中心，两边对称布置M 、N 两个电极，A 、M 、N 三极由近及远逐步移动，B 极位于无穷远处。 图2 三极测深法示意图 上述两种装置中A 、B 、均为供电电极，用于向岩层供电；M 、N 均为测量电极，用于探测地电场电压，根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值。通过对不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析，就可以达到探测岩性或构造的目的。 矿井高密度电法 巷道顶底板电测深法由于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去研究地电断面的特征、结构与分布。因此，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。为了克服上述困难与不足，更好的发挥物探在工程勘察中的优势，便发展出了高密度电阻率这项新的勘探技术。 其在原理上属于电法勘探中电阻率法的范畴，它是以岩土体的电性差异为基础，以研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法。高密度电法集中了常规剖面法和电测深法两者的特点，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征，总体而言具

高密度电法

高密度电法 高密度电法即是高密度电阻率法，它是以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地下传导电流分布规律的一种电探方法 （一）特点：( 1 ) 电极布设是一次完成的, 这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰, 而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。( 2 ) 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量, 因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。(3) 野外数据采集实现了自动化或半自动化, 不仅采集速度快( 大约每一测点需2～5s) ,而且避免了由于手工操作所出现的错误。(4)可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态, 脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件。(5)与传统的电阻率法相比, 成本低, 效率高, 信息丰富, 解释方便。 （二）高密度电阻率法采集系统：随着技术的发展，高密度电法仪日趋成熟。表现在：采用嵌入式工控机，大大提高系统的稳定性与可靠性；采用笔记本硬盘存储数据，可以满足野外长时间施工的工作需求；系统采用视窗化、嵌入式实时控制与处理软件，便于野外操作；可实现多种工作模式的转换，计算机与电测仪一体化，携带方便。新一代高密度电法仪多采用分布式设计。所谓分布式是相对于集中式而言的，是指将电极转换功能放在电极上。分布式智能电极器串联在多芯电缆上，地址随机分配，在任何位置都可以测量；实现滚动测量和多道、长剖面的连续测量

图高密度电阻率法测量系统结构示意图 系统可以做高密度电阻率测量，又可以同时做高密度极化率测量，应用范围宽。 常用装置：高密度电阻率法在一条剖面上布置一系列电极时可组合出十多种装置。高密度电阻率法的电极排列原则上可采用二极方式，即当依次对某一电极供电时，同时利用其余全部电极依次进行电位测量，然后将测量结果按需要转换成相应的电极方式。但对于目前单通道电测仪来讲，这样测量所费时间较长。其次，当测量电极逐渐远离供电电极时，电位测量幅值变化较大，需要不断改变电源，不利于自

高密度电法

高密度电法 地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 高密度电法勘探实验报告 一、实验目的以及要求 在实际地质勘察的工作中,物探技术是必不可少的,其具有使用方便、快捷、成本小的优点,可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法,是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段,所以我们有必要熟练的掌插高密度电阻率法的试验方法和数据解释。本实验要求达到以下几点: 1.学会高密度电法装置的布设方法以及测线的连接方式; 2.掌插高密度电法温纳四极、偶极法两种装置的数据采集; 3.学会数据的接收及转换; 4.学会电法的数据处理及计算机作图方法; 5.需要掌插的软件有: a、BTRC2004数据接收不格式转换软件; b、RES2DINV高密度电法处理软件。 二、基本原理 高密度电阻率法是一种新兴阵列勘探方法,将多个电极，可达上百根，置于测线上,通过电极转换开关和工程电测仪便可实现数据的快速自动采集并能够进行现场数据处理、分析和成图。它是结合电剖面和电测深的直流勘探方法,它是在常规电阻率法的基础上发展起来的,仌然以岩土体的电性差异的为基础,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言,具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横

向二维勘探过程,既能反应地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化,同时又能提供地层岩性纵向的电性变化 地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 的情况,具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。 高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大,当隔离系数n主次增大时电极距也逐次增大,对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的,因此,当极距扩大时,反映不同勘探深度的测点将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上,整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。此次试验高密度电法用到两种装置: α排列，温纳装置AMNB，:Kα=2πa β排列，偶极装置AMBN，:Kβ=6πa 图1 高密度电发勘探的简单原理图 高密度电阻率法具有较强的抗干扰能力且探测深度较深,野外采集的数据较大,仍 地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 一定意义上讲提高了探测精度,相对于常规电阻率法而言,它具有以下优点: ，1，电极布设是一次完成的,这不仅

高密度电法勘探的装置选择和资料解释

高密度电法勘探的装置选择和资料解释 祁增云，任海翔，乔佃岳 （国家电力公司西北勘测设计研究院，甘肃兰州730050） 摘要：本文就高密度电法勘探做了一些综合性论述，重点就装置的选择、资料解释、限制因素以及高密度电法勘探后期展望做了一些探讨。 关键词：高密度电法；装置；解释 1 概况 高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃，同时使得资料的可利用信息大为丰富，使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。但高密度电法其核心只是实现了野外测量数据的快速、自动和智能化采集，它的工作实质依然是常规电法勘探原理，所以说它只是一种基于老原理的采集手段的提高，它并未脱离直流电法的框架，并算不得是一门全新的勘探方法。但是，由于其采集密度的增大、排列装置的增多，为传统电法带来了新的活力，同时也为技术处理带来了新的课题。 高密度电法勘探的装置选择、资料解释是两个关键环节。排列装置选择得合适与否，直接关系到是否测试出探测目的所反映出的异常。资料解释则是探测目的最终反映和探测效果最直接表达。 2 装置的选择 选择哪种装置取决于场地大小、地形起伏、探测任务以及探测精度等因素。 2.1 场地因素 如果场地开阔，一般都使用四极装置（α、α2），因为该方法会获得最大的测量电位。这对于节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要的意义。如果场地不允许，那么最好使用三极装置（AMN、MNB），三极装置比四极装置将节省一半的场地。 2.2 地形因素 高密度电法勘探应尽力避免地形的起伏,然而事实常难随人意，这时候就得考虑哪种装置受地形的影响最小。在众多装置中，偶极装置受地形影响最为剧烈，它本身的电测曲线就已经复杂，如果加上地形的因素，其电测剖面形态会变得很难辨别。其次是三极装置，该装置遇到山谷或山脊时电测曲线会出现多个峰值，并且AMN和MNB两个装置的反映程度不均衡，故而判别起来困难较大。相对而言，四级装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判断。 2.3探测精度因素 掌握探测精度(灵敏度)与装置的关系，是高密度电法中很重要的环节，也是众说纷纭，很难形成一个定论的问题。根据《高密度电法探测岩溶试验》结果，β装置灵敏度最高，γ次之，α最次，而据中国地质大学罗延钟教授研究，不等距偶极最灵敏，β次之，α再次之，γ最次，许多生产单位只单纯使用α一种装置。 Dr.M.H.Loke 认为: （1）α装置对于电性的垂向变化比水平向变化反映灵敏些。一般来说，此装置解决垂向变化（例如水平层状结构）问题比较有利，而去探测水平变化（例如狭窄垂向结构）就相对差一些。 （2）不等间距偶极装置对于电阻率变化有着最大的灵敏度，它对垂向电性变化十分灵敏而对水平变化相对不灵敏。

高密度电阻率法物探技术及其应用

高密度电阻率法物探技术及其应用 [摘要]高密度电阻率法作为物探方法中的一种应用最为广泛的勘探方法，在特殊地质的勘探和工程勘查中起着不可替代的作用，为我国地勘队伍在解决相应地质问题时带来许多便利之处。本文主要通过对高密度电阻率法工作原理的研究，结合二维成像技术和正反演技术在工程中的运用，提出了一些针对不同环境下勘测时的注意事项。 [关键词]高密度电阻率法二维成像技术正反演技术 0引言 高密度电阻率法基本工作原理与传统的电法勘探是相同的，主要是根据岩石、矿石以及不同地层、不同地质体等导电性的差异，通过地面的测定，研究人工或天然电场的分布特点和变化规律来推断地下电阻率分布，从而准确的推断出不同地质体的分布状况。高密度电阻率法凭借其测试简便、效果好、成本低、效率高等优点在勘探工程中具有较高的使用价值。高密度电阻率法是一种快捷的地质勘探方法，其工作的范畴属于直流电阻率，其采用高密度的布点进行二维电断面测量，采集的数据量大、全面、准确、观测的精度高，在我国的工程地质与水文勘探中运用非常的广泛。但是也存在许多的不足之处，例如在进行野外勘探时数据处理不够精准、正反演成像技术在进行图像分析时存在误差、二维成像技术的反演问题等等，这些问题都需要勘测人员在理论与实际工程相结合的基础上进行研究，找出相应的解决办法，将高密度电阻率法应用更加的广泛。 1高密度电阻率法的工作原理 高密度电阻率法的工作范畴包括数据的采集与数据的处理，与常规的电阻率法工作原理相同，主要是以地下介质之间的导电性的差异为基础，通过A、B两个电极向地下传递电流，然后在M、N电极之间测得电位差△V，从而求得该记录点的视电阻率值Qs=K△V/I。在进行现场的勘测时，只需要将全部的电极合理的安放在一定距离的测点上，然后将多芯电缆连接到由单片机控制多路电极自动转换开关，这样机器就能够根据自身的需求进行电极与测点之间的自动转换。测量的数据通过电极转换开关传输到微机工程电测仪，根据实测的电阻率剖面数据，通过专业的计算机软件进行反演数据处理，就可以获得地层电阻率的分布状况，从而推断出地层结构的分布状况[1]。 2高密度电阻率法的工作方法与数据处理 2.1高密度电阻率法的工作方法 针对不同的使用环境，我们要采取不同的观测方法，高密度电阻率法的工作方法主要有以下几种：

毕设--高密度电法探测及数据处理解释

本科毕业设计（论文） 题目：物探实习场地的高密度电法探测及数据处理解释 学生姓名：xxx 学号：xxx 专业班级：xxx 指导教师：xxx x年 x月x日

物探实习场地的高密度电法探测及数据处理解释 摘要 由于现在的工程和环境地质调查的所面对状况越来越复杂，而现今普通的物探方法已经难以满足实际工作的需要。高密度电法中所用的基本原理是与传统的电阻率的方向实际上是相同的。高密度电阻率法的核心其实就是在进行野外测量时将电极以阵列的方式布设于各个测点上，然后利用微机工程电测仪对数据进行测量并记录。本次物探实习场地的高密度电法测量就是实地进行高密度电法的数据采集并且在每道测线采集两种不同的装置类型，然后对于采集到的数据进行处理和解释并且比较不同测量装置类型对于地下界面的探测效果的不同。 关键字：高密度；电极距；装置类型

Geophysical practice space of high-density electrical detection and data processing and interpretation Abstract Because of the face to the current engineering and environmental geological survey of the situation become more complicated, but now ordinary geophysical methods have been difficult to meet the needs of practical work. The basic principles of high density electrical method is used in the conventional direction of resistivity it is practically identical. Core high density resistivity method is actually carrying out field measurements of the electrode array in the manner laid on each measuring point, then the use of computer engineering electrical measuring instrument to measure and record data. The internship site for Geophysical high density electrical measurement is carried out in the field of high-density electrical method of data collection and survey lines at every gathering of two different types of devices, and then the collected data processing and interpretation and comparison of different measuring devices type for the detection of the effect of the different subsurface. Keywords：High density; electrode spacing; device type

高密度电阻率法在污染调查中的装置参数试验分析

高密度电阻率法在污染调查中的装置参数试验分析 发表时间：2019-09-04T16:54:43.200Z 来源：《工程管理前沿》2019年10期作者：孙世龙胡超郭华王楠 [导读] 为了了解装置参数对高密度电阻率法探测结果的影响，以某污染场地为例，在场地内选择典型污染剖面， 江苏省地质环境勘查院，江苏南京 211100 摘要：为了了解装置参数对高密度电阻率法探测结果的影响，以某污染场地为例，在场地内选择典型污染剖面，对比使用不同装置参数对高密度电阻率法探测结果的影响，最后选择适合该污染场地的装置参数组合。结果表明，适宜本场地的高密度电阻率法装置参数为：供电电压采用240V，供电脉宽为0.5s，供电周期数为1，电极距为2m。采用温施装置，其中最小隔离系数为1，最大隔离系数为30，温施间隔系数为3。 关键词：高密度电阻率法；污染调查；装置参数试验 中图分类号：P631.3+4 Device Parameters Analysis of High-density Resistivity Method in Pollution Investigation SUN Shilong, HU Chao，WANG Nan （Environmental Geology Exploration Institute of Jiangsu Province, Nanjing 211100, Jiangsu） Abstract: In order to grasp the influence of device parameters on detection results of high-density resistivity method, selected a typical pollution profile in a contaminated site, compared results of high-density resistivity method with different device parameters. and chose a suitable combination of high-density resistivity method parameters for the contaminated site. The results showed that suitable high-density resistivity method device parameters for the site contained: supply voltage of 240V, power supply pulse width of 0.5s, number of power supply cycles of 1 and electrode distance of 2m. The best device was warming device with minimum application coefficient of 1, maximum isolation coefficient of 30 and temperature application interval coefficient of 3. Key words:high density resistivity method; contamination investigation; device parameter test 1 引言 随着地球物理勘探方法在污染场地调查上的逐渐发展，以高密度电阻率法为代表的物探方法在污染调查中有着显著的社会效益和经济效益。[1-3]本文以某污染场地为例，在场地内选择典型污染剖面进行高密度电阻率法参数试验。通过本文的研究，可以分析高密度电阻率法中的参数对测试结果的影响，提升高密度电阻率法应用的高效性和全面性，为今后类似场地的高密度电阻率法应用提供一定的理论依据，对无损快速勘探领域具有研究意义。 某污染场地占地面积约11.2万m2，地形平坦，微有起伏，地表主要分布植被和建筑垃圾，地面高程2.58~3.29m，地基土主要为灰色粉质粘土夹粉土。典型污染剖面位于场地中部，近北东向，长度478m。 2工作机理 电阻率法是一种传导类的地电勘探方法，它基于各种介质之间具有的导电性差异，根据观测和研究与这些差异有关的天然或人工电场的分布特征，达到探测场地污染等问题的目的。[4]在污染场地内，进入土壤的污染物会使土壤的导电性和介电性发生改变，当污染物的浓度达到一定程度时，可以借助高密度电阻率法观测到土壤导电性的变化，这是高密度电阻率法在污染调查中的物性基础。[5]在电阻率法工作中，一般是在地面上任意两点用供电电极A、B供电，在另两点用测量电极M、N测量电位差。式（1）[6]为运用四极装置测量各向同性均匀半空间电阻率的计算公式： 式中K被称作装置系数（或排列系数），它与各电极间的距离相关。在野外工作中，确定装置类型和电极间距之后，K值就可以计算出来。高密度电阻率法是电阻率法的一种，其在探测过程中一次布设多道电极（如90道或120道），通过电极转换器控制供电和测量电极转换。 [7]当排列电极的电极距不变，而记录点位置移动时，即为电剖面法，测地电横向变化；若排列电极的电极距变化，而记录点位置不变时，即为电测深法，测地电垂向变化。高密度电法将电剖面法与电测深法进行结合并同步进行，一次性完成二维视电阻率剖面。 本次选择位于污染场地中部的典型污染剖面进行参数试验，试验参数包括供电电压、供电脉宽、供电周期数、电极距和装置类型，通过使用不同的参数分析其对测量结果的影响。 3 结果与讨论 3.1供电电压 供电电压的大小决定仪器测量的电压、电流大小，影响信号抗干扰能力，进而对视电阻率值计算产生影响。试验在保持其他参数一样条件下，采用48V、240V、288V供电电压测量并计算电阻率。计算供电电压为48V、240V、288V时电阻率均方相对误差分别为±0.24%、±0.16%、±0.11%。可见供电电压的提高有利于抗干扰能力的提高，当供电电压超过240V时，供电电压对电阻率值影响可忽略。 3.2供电脉宽 供电脉宽的大小是矩形波的宽度，对仪器测量的电压、电流的一致性有影响。试验在保持其他参数一样条件下，采用0.3s、0.5s、1.0s、2.0s供电脉宽测量并计算电阻率。计算供电脉宽为0.3s、0.5s、1.0s、2.0s时电阻率均方相对误差分别为±0.18%、±0.06%、 ±0.10%、±0.22%。供电脉宽小于0.3s时，仪器无法读数，供电脉宽大于0.3s时，供电脉宽对电阻率值无规律性影响。 3.3供电周期数 供电周期数的变化主要是改变测量次数，压制噪声干扰的影响。试验在保持其他参数一样条件下，采用周期数1、2、3次测量并计算电阻率。计算周期数为1、2、3时电阻率均方相对误差分别为±0.20%、±0.06%、±0.15%。从试验结果中可以看出，供电周期数变化对电

高密度电阻率法值得探讨的问题

高密度电阻率法在工程勘查中的问题探讨 钟梁 （广东省地质局广东省地质建设工程集团公司，广州，510510） 1前言 高密度电阻率法近些年受到越来越多的关注和讨论。高密度电阻率法的雏形虽然是由英国人设计，但其真正的研究和应用还是中国人率先开展，并取得了令世人瞩目的工作成果。高密度电阻率法在工程物探工作中具有不可替代的作用，比如在工程地质勘查、厂址或坝基的选择、地下空洞探测、岩溶探测、地下隐蔽物探测、土壤污染范围调查、地下管线探测等等方面均取得过显著的效果。本文就高密度电阻率法因为工作模式的改变，可能存在“电磁感应”、“激发极化”和“地下电容”等问题作肤浅讨论。并提出针对改善这些问题所带来的负面影响，建议改进的工作作法。 2应用实例 2．1溶土洞勘查 图1 岩溶探测高密度视电阻率等值线剖面图 图1是截取的一段在广东湛江市湛江-北海原油管道九州江段的一段高密度电阻率法实测剖面。物探勘查区普遍为第四系覆盖，岩性为黄色粘土、亚粘土。高密度电阻率法极距3m，工作周期4s。本剖面数据采用斯伦贝尔装置采集，很好地反映出了岩溶发育区域在横向及深度上的分布情况。 2．2隐伏岩性界面勘查

图2 中风化石灰岩界面探测高密度视电阻率等值线剖面 高密度电阻率法结合钻探的成果常被用来对隐伏岩性界面进行追踪勘查，笔者也进行过多次此类高密度电阻率法勘查工作。图2为截取的一段广州市白云国际机场公务机坪高密度勘查实测剖面，其目的是勘查场区内基岩面（石灰岩）的埋深和起伏情况。电测剖面上有一钻孔资料作为验证结果和解释参数。 工作采用3m极距，使用了施伦贝尔、温纳两种装置。 仪器使用重庆地质仪器厂生产的分布式智能高密度电法仪（）。从图2看到，该剖面对岩层顶面起伏状况反映非常清晰。结合钻孔资料进行标定，获得深度转化的校准参数后对岩面埋藏深度也能进行准确定位。综合有以下结论： ⑴岩面在10-25米深度范围内起伏（在截取剖面段内）； ⑶局部位置岩面深度急剧加深，推测该处为石灰岩面附近的溶蚀发育形成的溶沟； ⑹高密度电阻率法测得的结果与钻孔吻合程度较好。 2．4地下不明结构体探测 图3 地下掩埋结构体探测高密度视电阻率剖面图 地球物理方法应用的前提是目的体与其周围介质存在较明显的物理性质差异，因此，当地下结构体与覆盖土层之间电性差异明显的时候也可以采用高密度视电阻率法对其埋藏分布情况进行探测。 图3也是白云国际机场公务机坪高密度电阻率法探测的一段实测剖面，探测的目的体为勘查区域地下埋藏的暗涵。实测剖面很清楚地反映出了暗涵在剖面上的埋藏位置，而且从剖