高密度电阻率法应用(含举例、图解)

高密度电法勘探指的是直流高密度电阻率法，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）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。

本次高密度电法勘探采用的仪器以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机，配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统，该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用，使解释工作更加方便直观。

该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探等方面，亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中, 还能用于地热勘探。

工作时每个排列实接电极数60根，测量一个断面时所有实接电极一次铺完，供电电压200-300V，电流大于3A,本次工作采用的电极间距为10m。

为了充分利用每个排列的观测数据和保证测量数据的横向和垂向反演精度，我们选用了2排列装置（见图2-1），固定断面扫描测量，断面上的测点呈倒梯形分布。

当实接电极数为60根时，剖面数为28，断面测点总数为841。

当剖面长度大于一个排列长度、在进行下一个排列测量时，电极布置应与前一排列重合30根，保证倒梯形断面上的测点无空隙。

野外工作中，为确保观测质量，取得详实、可靠的数据，每次开工前，对仪器的工作状态进行严格检查，保证仪器工作正常，并在每次测量前，对60根电极进行自动接地电阻检查，确保电极接地良好、各电极接地电阻均一。

高密度电法剖面电极布置及断面扫描测点见图2-1。

A M NB AM = NB = n * MN ,MN不变,同时移动。

n=1n=2n=3n=4n=5n=6n=7n=8n=9n=10n=11n=12n=13n=14排列（施伦贝谢尔装置：AM＝NB，MN不变）示意图图2-12内业资料处理使用Res2dinv电法处理软件；经该软件处理的数据自动转换成断面上对应的各测点的电阻率，以不同颜色在剖面上呈不同层次展示，因而各电性层层次清楚明了，地层异常部位亦非常清楚的展示出来。

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。

高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中的应
用
1岩溶地质勘察
岩溶地质勘察是确定岩溶洞室构造、类型、年代和规模、空间分布等地质环境参数的重要手段之一。

传统的勘察技术包括地质发育过程观察、取样和实验测试。

近几十年来，随着对岩溶地质的认识的深入，随着地学调查的高科技发展，矿区岩溶地质勘察技术也有了一定的进步，其中，高密度电阻率法就变得越来越重要。

2高密度电阻率法
高密度电阻率（also known as fast resistivity survey）是一种用于确定岩溶洞室构造、类型、年代和规模、空间分布以及洞室发育条件的常见方法。

它的基本原理是利用探测系统放大器和测量小试验部件，通过电驱动的电流和重力引力计来收集地下岩溶空间的电阻率数据，从而及早把握岩溶发育规律。

3高密度电阻率法与传统地质调查方法的区别
传统的地质调查方法主要依赖于地质调查人员探空穴、野外实测和实验检测，而高密度电阻率法则可以及早克服难度高、时间紧、成本高等调查缺陷，很好地反映出岩溶地质的空间分布，显著提高了矿区岩溶地质勘察的效率。

4高密度电阻率在矿区岩溶地质勘察中的应用
高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中的应用无处不在，如果能够及早识别出岩溶空间，就可以采取适当的措施，有效地防止岩溶灾害；针对岩溶地区地质灾害类型、数量及原因，采取有效的防治措施；同时，根据勘察成果可以准确预测岩溶空间的发育变化规律，从而可以避免可能带来的灾害。

5结论
综上所述，可知高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中应用得当可以显著提高勘察面调查的效率与准确度、提高岩溶地质灾害的防治效果，为矿区岩溶地质勘察提供了非常有效的手段和方法。

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，不利于自动测量方式的实现。

高密度电阻率法在考古勘探中的应
用
高密度电阻率法是一种广泛应用于考古勘探的地球物理测量方法，它是利用电阻率和电导率测量地下介质的绝缘性、导电性及其变化情况，以及地表及地下结构形态来探测考古遗迹的一种方法。

高密度电阻率测量是在某一特定空间尺度上向地下发出电场，利用电流流经地下介质时，随着地下介质的不同，会产生电阻率和电导率的差异，从而获得地下介质电性参数的变化情况，从而探测考古遗迹的信息。

高密度电阻率法主要使用的测量装置为高密度电阻率仪，它可以测量地下介质的电阻率或电导率，根据电阻率和电导率的变化状况，可以推断出地下介质的结构特征。

通过高密度电阻率法，可以探测到考古遗迹周边的地下介质特征，通过对比地下介质的电性参数变化，可以识别出考古遗迹的类型和位置，从而为考古发掘提供更多的参考信息。

高密度电阻率法在考古勘探中的应用有很多，它不仅可以帮助考古学家识别出遗址的类型和位置，而且可以有效地测量考古遗址的大小和深度，还可以检测出墓葬位置
的深度，以及墓葬的附属物，如墓室、围墙、护墓石等。

此外，高密度电阻率法还可以检测出考古遗迹内部的地下水，以及地下遗迹所处地层的结构特征，从而为进一步发掘考古遗迹提供依据。

高密度电阻率法具有测量快速、精度高、成本低、可以大范围测量等特点，因此在考古勘探中也是被广泛使用的一种技术手段。

相对于传统的地质勘探技术手段，高密度电阻率法能够更好地检测出地下介质的结构特征，从而更加准确的发现考古遗迹的位置和形态，在考古发掘中发挥着重要作用。

总之，高密度电阻率法是一种在考古勘探中被广泛应用的物理测量技术，它可以有效地检测出地下介质的结构特征，从而帮助考古学家准确发掘考古遗迹。

高密度电阻率法在白蚁巢穴探测中的应用
随着水利构筑工程的发展，许多研究者开始关注现在由大范围水利构筑工程引起的不良影响。

众所周知，其中一种现象就是，传统的水利构筑工程会导致昆虫（如白蚁）巢穴的出现。

为了检测白蚁巢穴，研究者们开发了高密度电阻率（HDDR）的技术。

这种技术是通过将多条电缆拖放到水利构筑工程中，然后检测地层的电阻率变化来实现的。

较之其他类型的检测手段，HDDR技术更加有效，特别是在深层地层中。

高密度电阻率法应用于白蚁巢穴探测不仅仅局限于实时监测，还可以提供前期的探测和报警，预防白蚁和害虫的来临。

通过检测巢穴的电阻率，可以及时发现白蚁活动，进而及时采取合理的防治措施，减少大面积的巢穴的出现。

同时，也可以减少对环境的危害，充分考虑到建筑工程对生物的影响。

此外，采用高密度电阻率法检测白蚁巢穴更有利于详细研究白蚁的活动模式。

通过高密度电阻率法可以准确地检测出白蚁巢穴隐藏的地方，并可以根据其变化情况，研究白蚁的行为模式，以此有利于对白蚁的活动规律进行更为详细的研究。

综上所述，高密度电阻率技术在白蚁巢穴探测中是一种十分有效的方法，被广泛应用于水利构筑工程中。

它不仅可以帮助检测和发现白蚁巢穴，还可以为研究白蚁的活动模式提供帮助，从而保护水利构筑工程建设，更好地保护当地生态环境。

│2021·3│中铁二院工程集团有限责任公司协办103高密度电阻率法是一种有效结合电测深和电剖面法，具有多种装置、多种极距特点的勘探方法，属于直流电阻率法的内容。

与传统电阻率相比，高密度电阻率法具有观点密度大、多级电极能够实现自动排列和测量参数等优势。

目前，高密度电阻率法在工程地质勘察、水利水电工程、地质构造等诸多领域已得到广泛应用，并取得优异效果和社会经济效益。

本文结合某水利工程勘察实例，分析高密度电阻率法在水利工程地质勘察中的具体应用。

1. 高密度电阻率法的基本原理高密度电阻率法是建立在传统电法原理基础上的一种新型方法，由人工在导电性不同的介质上加入直流电场，并使用预定装置排列模式扫描，对目标区域内空间视电阻率变化规律进行观察。

其原理是在地下通过A 、B 两个供电极输入稳定的直流电流I ，在电极M 、N 间会产生其电位差ΔU MN ，对其进行测量，并依据公式（1）（2）计算出该测点的视电阻率值的大小。

公式如下：Ρs =KΔU MN / I （1）K =2π/（1/AM-1/AN-1/BM+1/BN ） （K 为装置系数）（2）在收集野外数据时，装置设备所需的电极需要事先全部安装准备好，不需要对测量中的电极进行任何的更换操作。

实际操作中，可以配合多种装置形式和电极距进行工作，再将这些测量好的数据精准地录入到计算机中，然后利用实际测量到的视电阻率精确地计算这些数据剖面，对其进行分析推测出所测地层中的电阻率分布规律，并结合相关的地质资料，进行一系列的研究分析，确定哪些为地质目标体。

电极距的数据点采集使用固定装置形式，逐渐匀速地向右移动这些电极距。

每一个电极距的测量结果，可以显示出在一定深度范围内的岩层使用电阻率剖面法分析电阻率的横向电性变化情况。

其中，每一个电测深点是观测到不同电极距的某一个记录点，对该深点进行分析，可以得出某一个记录点岩层的视电阻率随电极距变化的垂向电性规律，可将岩层分为不同的电极层，从而计算出其深厚度。

三区物探成果
共完成测线3条，测线号为1、2、3。

测线长度为170m，测点数为173个。

委托方要求调查的地段为（图1）：
1线上为20-40 m段；
2线上为20-40 m段；
3线上为40-58.5 m段。

调查目的是，调查场地下是否存在污水管。

污水管通常为有一定直径、水平分布的水泥管或钢管，在电阻率法剖面上，应出现等轴状（即园形状）异常。

经高密度电法工作后，视电阻率剖面图上（见附件）反映了层状土层的存在。

在调查地段上，土层共有3层。

第一层视电阻率为250-500Ωm；第二层视电阻率为125-250Ωm；第三层视电阻率为5-125Ωm。

视电阻率剖面图上，未发现反映污水管存在的等轴状异常。

推断场地范围内没有污水管存在。

图1 测线布置示意图
附件：高密度电法视电阻率剖面图
、 1线高密度电法视电阻率剖面图
2线高密度电法视电阻率剖面图
3线高密度电法视电阻率剖面图
图1 测线布置示意图。