高密度电法工作报告全解
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岩溶勘察中的高密度电法技术及应用分析(赣北地质工程勘察院,江西,九江,332100)【摘要】文章研究的区域主要为灰岩地区,因而区内有较为普遍的溶蚀现象。
在大多数情况下都是裂隙岩溶,和节理密集带与断裂分布有很大的关系。
溶隙宽度达到数十厘米,沿着节理带与断裂带走向进行分布。
在断裂交汇处与地下水汇集区域,往往会发育出较大的溶洞。
由于隐伏的溶洞对于建筑物基础以及隧道会产生潜在的危害,往往容易诱发涌水、岩溶陷落等地质灾害。
本文主要探讨高密度电法技术的工作原理与方法在岩溶勘察中的应用。
【关键词】岩溶勘察;高密度电法技术;地质调查一、高密度电法技术的工作原理高密度视电阻率法是阵列勘探的一种方法,也叫做自动视电阻率系统,高密度电法是在直流电法的基础上发展而来,其主要功能相当于电剖面法与四级测深的有机结合。
通过电极供电给地下从而形成人工电场,电场分布和地下岩土介质电阻率ρ的分布有紧密的关系,通过测量地表上不同位置的人工电场,从而对地下介质视电阻率ρs分布情况进行详细了解,最终依据岩土介质视电阻率分布对地下地质结构进行推测与解释。
这种方法的应用不仅有着清晰的原理,且得出的图像十分直观,分辨率较高。
[1]近些年来,随着我国计算机技术的发展与进步,我国勘探效率在不断提升的同时,探测的深度与剖面覆盖面积也在不断增加。
此外,即使在受到强烈干扰的状态下依然能够获得十分可靠的信息数据,从而使得探测地质体的准确性得到大大提升。
高密度电法勘探的应用的首要条件就是需要地下介质存在导电性方面的差异,其通过A、B 电极供电给地下,然后对M、N极电位差ΔU进行测量,从而计算出记录点的视电阻率,依据公式ρs=K·ΔU/I。
然后依据实际测量的视电阻率剖面作出分析与计算,最终获得地层电阻率有关的情况,为解决工程地质问题提供依据。
在工程勘察中,高密度电法测量采用的温纳装置,在进行测量的时候,单个电极间距为NB=MN=AM=AB/3,AB/3即探测深度,A点、B点、M点、N点逐次向右同时移动就能够得到第一层剖面线。
实验二高密度电法实验一、实验目的1.学习高密度电阻率法数据采集工作方法;了解数据处理的基本流程。
二、高密度电法的勘探原理高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同。
它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法,根据在施加电场作用下地中传导电流的分布规律,推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。
高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系 3 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。
数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。
计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。
在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资料作地质解释,并绘制出物探成果解释图。
三、实验内容及步骤(一)实验内容本实验在室外采用温纳装置做剖面观测,学习电法勘探的野外工作过程和仪器操作,对观测的数据进行整理,编写实验报告。
(二)仪器高密度电阻率勘探工作仪器包括测量系统和反演软件系统。
测量系统包括WDJD-3多功能数字直流激电仪(测控主机)和WDZJ-3多路电极转换器。
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。
(三)装置形式采用的装置形式为:固定断面扫描装置α排列(温纳装置AMNB)见图1-1。
测量时,AM=MN=NB为一个电极间距,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到一条剖面线;接着AM、MN、NB增大一个电极间距,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;依此不断扫描下去,得到倒梯形断面,由于供电电极AB和MN均按一定比例增大,所以在反映深部信息是有比较好的效果。
图3-1 α排列(温纳装置AMNB)装置(四)各项检查检查项目包括:主机电源电压,转换电极控制器开关,转换电极控制器电源电压,主机各接线柱之间的绝缘电阻,转换电极控制器各接线柱之间的绝缘电阻,32芯物探电缆完整性,干电池箱的电压等。
高密度电法应用技术一、工作原理高密度电法应用技术是近几年发展应用起来的地球物理电法勘探技术,其工作原理与传统的电法勘探基本相同,其地球物理前提是被勘探体中介质的电性差异。
通过向被勘探体加入一定电压、电流的直流电,由于被勘探体中介质不同或电性存在差异,致使被勘探体存在电位、电流异常,这种异常经过反演得到被勘探体内部结构。
高密度电法技术与传统的电法勘探相比,具有一个排列多电极同时作业、极距根据需要可以加密调整、野外工作效率高、勘探精度高、勘探深度大等优点。
二、G MD高密度电法仪性能指标及野外工作布置(一)仪器性能指标该仪器性能优越,与国外同类仪器相比,各项性能指标处于领先地位。
外业施工方便,一根电缆(10芯)覆盖整个剖面,国内首创,连接方便、灵活。
1、仪器性能指标参数(1) 最大电极通道数240道(2) 电位测量范围±10V,分辨率10μV(3) 电流测量范围±3A,分辨率0.01mA(4) 输入阻抗大于20MΩ(内部>100 MΩ)(5) 供电电流±3A,最大电压400V(6) 50Hz工频抑制≥60dB2、仪器性能指标测试结果高阻斜板高阻背斜(模型)直立铜板充水铜球(二)野外工作布置高密度电法技术野外工作测线布置根据勘探目的,结合场地情况(地质、地形等),进行布线设网。
电极数量、极距应根据勘探目标体的大小、埋深等因素进行选择。
下图为高密度电法野外工作示意图。
三、高密度电法应用领域高密度电法技术应用领域非常广阔,涉及到水利水电、公路、铁路、城市建设、环保、地矿等部门。
在水利水电部门,应用高密度电法技术,进行堤、坝的隐患(管涌、脱空、塌陷等)探测、江河水位探测、地下水位探测和找水等工作;在公路部门,应用高密度电法技术,进行地质构造探测(岩溶、断层破碎带、滑坡体等)、路基检测等;在地矿部门,高密度电法技术用来地质勘探、矿床探测等。
总之,高密度电法技术愈来愈来被工程界看好,其应用领域会被人们的实践不断扩大。
****高速公路西段K275(原K101)滑坡工程地质物探报告2011年9月目录1、前言 ................................................ 错误!未定义书签。
2、工程概况 (1)2.1、第四系地层 (2)2.2、燕山期中粗粒(混合)花岗岩 (2)3、工作目的与任务解释 (2)4、探测对象地球物理前提分析 (3)5、探测依据的标准和规范 (4)6、剖面布置及完成工作量统计 (4)7、探测原理及数据处理解释 (6)7.1、探测原理 (6)7.2、质量评价 (7)7.3、数据处理与资料解释 (7)8、纵剖面解释 (8)8.1、II-II剖面解释 (8)8.2、III-III剖面解释 (8)8.3、IV- IV剖面解释 (11)8.4、V- V剖面解释 (13)8.5、加I剖面解释 (13)9、横剖面解释 (16)9.1、横剖面1-1解释 (16)9.2、横剖面2-2解释 (17)9.3、横剖面3-3解释 (18)9.4、横剖面4-4解释 (19)10、综合电法层析成像剖面解释 (19)11、截水隧洞纵剖面解释 (22)11.1、隧洞SD3-4剖面解释 (22)11.2、隧洞SD4-5剖面解释 (23)11.3、隧洞SD2-5剖面解释 (24)11.4、隧洞SD5-6剖面解释 (25)11.5、隧洞综合地质解释 (26)1、工程概况****区域为华夏陆台多轮回造山区,地质构造运动和岩浆活动频繁。
侏罗纪燕山期造山运动基本奠定了本地区现代地貌的轮廓。
在地球史上距今最近的是“喜马拉雅山运动”,使汕尾地区表现为断裂隆起和多处塌陷,产生了侵蚀剥削和堆积,北部上升,南部下降。
以后的新构造运动继续抬高,使花岗岩逐步暴露地表,形成广阔的花岗岩山地,丘陵及台地。
工区为粤东沿海平原丘陵区,属亚热带海洋季风,全年气候温暖湿润,雨量充沛,年平均气温为21.8℃,年平均降雨量为1828mm,并常受台风侵袭。
电法勘探实验1 实验题目:已知地下异常体的走向和大概的深度,判断异常体的具体位置,电阻性质。
2 实验所用设备:高密度电法仪一台;设备电源一台;电法信号专用电缆7根;电极57根;笔记本电脑一台;图1 电法实验的参数设置3 实验方案将56个电极垂直异常体走向布设,电极距为0.5米。
另将一个电极接在仪器上作为接地电阻。
先测量接地电阻,无异常后,进行视电阻率的测量,仪器工作完毕,测量结束。
由于时间限制,未进行第二条测线的布设及测量。
测线排列的位置坐标(RTK测量):起点(第1个电极的位置):X=4003159.244 Y=544036.212 H=64.806中间点(第28个电极的位置):X=4002171.428 Y=544041.923 H=64.587终点(第56个电极的位置):X=4003184.042 Y=544047.734 H=64.8064 实验分析:实验过程中,按垂直于异常体的走向方向布线。
由于埋藏深度不超过10米。
所以我们将电极距设置为0.5米,56个电极距可以测量18层。
这样可以测量出地下9米之内的视电阻率情况。
首先,我们对起伏较大的坏点进行了剔除。
图2注:图中红色的点为坏点,予以去除。
然后将除去坏点的数据体进行反演,结果如下:图3 反演后所得的参数我们挑选出迭代次数为1和4的两幅图,也就是均方根误差最大和最小的两幅图进行对比。
图4 迭代一次后所得的图像图5:迭代四次后所得的图像5 实验结论从图4和图5均可看出,在距离原点16米到20米地区域,深度1到4米之间出现蓝色低阻区域,所以推测在17米到18米范围内,深度1.59米到2米之间,有低阻异常体的存在。
推测可能是铺设的供水或供暖管道。
XXXXX正巷高密度电法勘探报告
部长:
审核:
编制:
地质测量部
二〇〇九年十月三十日
XXXX正巷高密度电法勘探报告
一、工作概况
4210正巷工作面设计长度1639.8米,掘进段煤厚为5.87米左右,夹1--2层矸,为黑色优质无烟煤,导电性弱。
在90—410米段的探测范围有顶板淋水、底板积水现象。
二、探测仪器及目的
本次探测采用FDG-A防爆多功能高密度电法仪,其目的是探测巷道底板下60米范围内富水性或富水异常区,以便采取相应预防措施,达到安全生产目的。
三、工艺流程
在探测范围内布置高密度探测电缆,电极间距5米,探测剖面长度315米,共布置64个电极,电极布置完毕后,利用仪器对接地电阻进行检测,对接地较差的测点利用盐水或重新打桩进行改善直至达到接地要求,然后采集视电阻率。
四、参加探测人员
XXXXXX
五、探测结果
本次勘探范围内共有低阻异常区3个:
1#异常区在40—85米,纵深1—19.8米范围内,根据现场地质地理情况分析,在该异常区范围内地势较低,局部低洼,顶板淋水较大,可能造成该段积水渗水严重,导致视电阻率偏低。
2#异常区在115—155米,纵深3.25—19.8米范围内,根据现场情况分析,在该段有一20m3水仓并且有水,可能造成底板渗水和局部地段潮湿,导致视电阻率偏低。
3#异常区在200—215米,纵深3.25—28.7米范围内,可能为富水异常区。
六、建议
建议对异常区域引起高度的重视,加强水文地质观测工作,提前采取安全防护措施,保障安全生产。
4210正巷90—410米段底板富水异常剖面图。
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。
高密度电法勘探资料处理与解释作者:罗春蔚来源:《中国科技纵横》2016年第09期【摘要】本文简要的叙述了电法勘探的野外采集方法,并进行电法勘探。
同时对从野外采集到的电法资料进行室内资料解释,判定了此地的高阻异常是由于断层还是高阻体所致。
其中主要包括:联合剖面法、电测深法、高密度法和反演技术;重点讨论了高密度数据处理的影响,通过分析各种平面图,推断此处的高阻异常存在因素。
【关键词】电法勘探高密度高阻异常反演高密度电法是基于静电场理论,以地下被探测目标体与周围介质之间的电性差异为前提进行的。
实际上,它是集电测深法和电剖面法于一体的直流电法勘探方法。
该法采用阵列方式测量获得大量高精度数据,再用二维反演方法进行数据处理,并配以计算机实现图像重建,所得到的层析图像具有分辨率高、信息量大和易于解释推断等特点,使异常分辨率比常规的直流电阻率法有了明显提高。
本次评价的工程场地在地貌上属于溶蚀洼地地貌,太平洋断裂向东南方向延伸有可能通过此地区。
此断裂走向北西,倾向北东。
断裂主要发育于三叠系灰岩中,断裂通过处负地形地貌较发育。
总体来看断裂主要为早第四纪断裂。
1 地区地质物理概况本次物探工作区的基岩灰岩具有比较高的电阻率,完整岩石的电阻率一般为1000Ω·m以上。
如果有断裂活动形成破碎带,由于断裂破碎带的孔隙度和含水性增加,使得电阻率减小,将产生低阻异常,通过横切断裂布置测线,可以测出断裂的低阻异常,从而确定断裂穿过近地表的位置,并粗略判定破碎带宽度。
覆盖土层与基岩也有明显的电阻率差异,本次现场测试表明,覆盖土层的电阻率约为50~150Ω·m,与基岩电阻率有明显差异,因此,用电阻率法也可以探测基岩起伏情况。
2 测线布置本次物探工作布置了2条测线,分别编号为1线(1P)和2线(2P)。
测线方位大致垂直于可能通过工作区的断裂走向布置,方位均为67°。
其中,1P大致沿工作区的西北边界布置,2P大致沿工作区的东南边界布置,两条测线的间距约为190m。
实验二十一 高密度电法测量的方法原理 实验二十二 地下已知模型的异常电场剖面测量 实验二十三 高密度电法测量数据的处理与解释(一)实验目的了解高阻体和低阻体模型上的视电阻率剖面异常。
(二)设备:1.DUK 一1高密度电法测量系统:其包括:“DZD 一4多功能直流电法仪器”、“多路电极转换器《II 》”及一套高密度测量专用电缆和电极。
2.供电用电池 3.皮尺 4.钉锤(三)原理及装置:地电学是研究大气,海洋和固体地球内部的电性及电场分布规律的科学。
我们利用电法勘探中的某些方法,来研究固体地球岗位介质及其周围的电性及其电场的分布。
地电学在地震预报和地球物理研究中都占有十分重要地位。
在地球表面存在头着天然的变化电场和稳定电场,其中天然的变化电场是由地球外部的各种电流系在地球内部感应产生的,分布于整个地表和广大地区,一般具有较小的梯度。
而天然的稳定电场主要是由矿体,地下水和各种水系产生的,分布于局部地区,一般具有较大的梯度。
电法工作主要研究对象就是这种稳定场。
这种稳定场又和变化场交融在一起,我们则要在测量中去伪存真,找出真正反映地下物质结构的稳定电场。
建立地下直流电场,则要将电源两端分别经两个供电电极(A 、B )接地,电流由A 输入地下,通过B 又从地中流出,构成闭合回路,因电极的尺寸与其到观测点的距离相比很小,可视为点电流源。
如果把B 极置于相距很远(可认为“无穷远”)的地方,那么A 极附近的电场将不受B 极电场的影响或甚微,可忽略不计,我们则获得一个点电流源的电场。
这里地下任一点的电位为:rI U πρ2=(I :A 极处电流强度;ρ:地下介质的电阻率;r :该点距点电流源A 的距离)当供电电极A 、B 不远,且电流由A 极输入地下而由B 极自地中流出时,按场的迭加原理,该点的电场应是电流强度为I 的A 点电流源和电流强度为-I 的B 点电流源分别在该点产生的电场的矢量和,该点的电位则是A 、B 两电流源分别在该点的电位之和。
1 前言高密度电法是集激电剖面及激电测深为一体,采用高密[1]度布点,进行二维地电断面测量的一种勘探方法。
采用了程控式电极转换开关和高密度数字电测仪,在一条剖面上可以采集大量不同装置和不同极距的数据,经数据处理,便可获得相应的剖面图或断面图。
和常规电法相比,具有测点密度高、采集信息量大、人为干扰少、工作效率高等优点,已广泛用于矿产勘查、工程勘察与检测、寻找地下水等各领域。
2 高密度电法工作方法简述高密度电阻率法数据采集系统由主机、多路开关转换器、电极系三部分组成(见图1)。
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指令,控制电极供[2]电、测量接收并存贮测量数据。
数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机,计算机将数据转换成处理软件要求的格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正的预处[3]理后,最终二维反演成图。
3 矿区概况矿区地处念青唐古拉山区,位于冈底斯—念青唐古拉板片次级构造单元念青唐古拉背断隆之东段。
矿区主要出露2地层为石炭系上统—二叠系下统来姑组二段(C P l )和三313段(C P l ),其中来姑组二段出露于工作区北部,岩性为31千枚状板岩夹变质石英砂岩,局部夹泥质板岩、硅质板岩;来姑组三段主要出露于工作区南部,岩性为灰色含砾砂质板岩[4]夹变质石英砂岩,局部夹灰岩、凝灰岩、泥质砂岩。
矿区内石膏矿体主要产于石炭系上统—二叠系下统来姑组二段及来姑组三段接触部位,矿体呈层状产出。
矿石多呈白色、褐黄色,条带状、条纹状构造,纤维集晶状结构。
矿体围岩主要为千枚状板岩与含砾砂质板岩。
根据收集的资料显示,千枚状板岩与含砾砂质板岩其电阻率变化范24围为n×10-n×10Ω·m;石膏为固体离子型导电矿物,其6电阻率较高,一般实验室测量结果都大于10Ω·m。
在理论上,石膏矿体电阻率比围岩要高出两个数量级以上,矿体[5]与围岩存在显著的电阻率差异。
高密度电法实验一.实验的方法、目的与成果解释1.要求:①对称四极;②二极测深;③偶极装置;④二极测深。
2.通过室内2种方法以密度电模拟试验,熟悉仪器性能和操作步骤及装置形式。
3.二种不同装置在已知模型体上的实测结果分析。
对比结论:a、对称四极主要解决什么问体;b、二极测深能解决什么问题。
二.水槽模型准备(见下图)高阻(低阻)体三.实验操作步骤1.在接上电源实验测量之前,打开仪器,检查仪器是否工作正常。
①打开仪器电源开关,仪器显示屏显示“DUK-1”高密度电阻率仪;②按下电阻电磁键检查仪器电压>9.6V仪器能正常工作;③检查其他按键是否能正常输入;④关上主机电源开关。
2.按图所示:①联结好高压电源(<45V);②主机与MIS-5多路电极转换器连接;31~601~30测量电缆供电电源控制控制主机多极转换器电路电极转换器③多路电极转换器通过供电测量电缆,连接供电测量电极(电极实验前必须砂磨磨去氧化层)减小电阻,电极入水深度<0.5cm)。
测量供电电缆测量电极3.打开MIS-5多路电极转换器开关,后打开主机电源开关,显示屏上将出现主菜单。
1.Input-参数输入;2.Test-仪器系统自检;3.Work-正式测量;4.Load-参数默认。
①参数输入Input:输入供电测量电极转换数,默认值为60,按Y键转入下一步;测量起始点号,默认值为1;测量电极总数,默认值为60;最小隔离系数n,默认值为1(测量1层);最大隔离系数n,默认值为16(垂向测量16层),按Y键返回。
②系统监测TEST:系统检查主要是检测电极间的接地电阻大小及电极与电缆连接是否良好。
系统检测时要与主机(D2D-4)联机工作(主机要进入<高密度接地电阻检查>功能项)。
双方取得同步之后,多极电路转换器即将测线上的电极依次两个一组地与主机面板上的M ·N 测量输入端接通。
每步的电极转换规律如下:第一步:M=1,N=2; 第二步:M=2,N=3; ﹒﹒﹒第…步:M=59,N=60。
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2017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,然后用多芯电缆将它们连接到特制的电极转换装置,电极转换装置将这些电极组合成指定的电极装置和电极距,进而用自动电测仪,快速完成多种电极装置和多电极距在观测剖面的多个测点上的电阻率法观测。
再配上相应的数据处理、成图和解释软件,便可及时完成给定的地质勘查任务。
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 逐次增大时电极距也逐次增大,对地下深部介质的反映能力亦逐步增加。
高密度电法勘探实习报告一、基本原理高密度电法指的是直流高密度电阻率法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高密度电法。
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。
当测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。
显然,高密度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。
由于高密度电阻率法所具备的上述优势,因此相对于常规电阻率法而言,它具有以下特点: (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2~5 s) ,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,脱机处理后还可以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,勘探能力显著提高。
高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同,不同的是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。
由于使用电极数量多,而且电极之间可以自由组合,这样可以提供更多的地电信息,使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。
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,不仅采集速度快,而且避免了由于人工操作所引起的误差和错误;(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理,大大提高了电阻率法的智能化程度。
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*******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。
这一特性构成了我们此次对烈山污水截流管道提工程物探的地球物理前提。
3、探测依据的标准和规范本次对烈山污水截流管道提工程物探工作电法勘探项目实施依据,将严格遵守中华人民共和国行业标准及现行有关技术规范要求执行。
:1.《水利水电工程物探规程》(SL326-2005);2.《城市勘察物探规范》(CJJ7-85);3. 《全球定位系统(GPS)测量规范》(2009);4. 《物化探工程测量规范》(中华人民共和国地质矿产行业标准(DZ/T0153-95))。
4、仪器设备使用重庆地质仪器厂生产的DUK-2型高密度电法测量系统,由DZD-6型多功能直流电法仪和60道多路转换开关组成。
其主要技术性能指标如下:测量电压范围:±4000mV测量电压精度:±1%±1个字测量电压的分辨率: 0.01mV最大测量电流: 2000mA测量电流精度:±1%±1个字测量电流的分辨率: 0.01mA自然电位补偿范围:±1000 mV显示器: LCD为图形点阵式(160×128)液晶模块存储容量: 120000点测量数据对50HZ工频干扰压制:优于–80dB5、工作布置及完成工作量统计本次物探工作根据设计勘测范围和目的要求,分别在致富路布置了1个高密度电法排列,琪嘉路布置了3个高密度电法排列,雷河布置了4个高密度电法剖面(图2),合计测线3625延米,有效测点734个。
为获得高质量的数据,本次勘测选取了5m的密集测深点距布极,具体见下图2所示。
6、探测原理及数据处理解释6.1、探测原理高密度电法是综合物探方法中管线探测的有效方法之一,其以岩、土体管线的导电性差异为物理基础,通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律从而达到解决地质问题的目的。
高密度电法和常规电法一样,通过A、B电极向地下供电流I,在M、N极间测量电位差△V,从而可求得该点(M、N的中点)的视电阻率ρ=K·△V/I,K为装置系数,工作原理见图3。
高密度电法兼具剖面法与电测深法的效果,并具有点距小、数据采集密度大的特点,它彻底地抛弃了视电阻率的概念,将所测得的大量数据利用现代的反演技术直接反演成真电阻率剖面图,此图可直接用于地下岩土分布的分析和解释,能反映岩、土体与管线的位置和走向,高密度电法测量的二维地电断面能较直观的反映不同性质岩、土体管线的界限情况及异常体的位置、埋深等地质信息。
6.2、质量评价如图4所示,高密度电法野外数据信息采集量大,一次性布极,大大减少了数据采集的人为误差。
高密度电法层析成像技术自动化程度高,经数字滤波和人工经验修正后,可消除各种人为的测量误差,使其所探测的调查对象更加形象直观,数据处理软件对数据的处理程序更加合理,更加实际,大大减少了解释的多解性。
对本次观测数据经处理软件的多次改正和反演满足了勘测技术要求,保证了所需达到的探测精度。
同时,全部勘测工作严格按照物探规范的要求进行,并采用GPS进行剖面定位,保证了原始数据的真实可靠,在此基础上进行的资料解释和分析结果是可信的。
6.3、数据处理与资料解释与常规直流电法的分析解释(目前常规直流电测深法数据的分析解释早已计算机化,但也可沿用以前的量板和作图法)不同,高密度电法的成果分析解释必须依靠高性能的计算机和具有良好解释效果的分析软件。
经过比较,我院所使用的数据处理是利用该套仪器专门配置的处理软件高密度处理软件(李晓芹)Geogiga RTomo.EXE进行处理。
实际使用时需要修整数据,调节深度转换系数,选择等值线间隔,一般迭代2~3次即可得到较为满意的反演结果,最后结合地质及其它物探方法的资料进行综合解释工作。
7、剖面解释本次野外数据采集一共采集到雷河—1的120米剖面,由于雷河—2线路拐点太多,工作线路受限,场地施工条件受限,无法进行野外数据采集。
致富路的2条300米剖面,琪嘉路的5条300米剖面。
见实际材料图:7.1、雷河物探横剖面图图7-1-1 雷河物探横剖面图因为探测区在闹市内,工作排列长度受限,此排列使用的是2m点距,隔离系数16.采集了较为完整的数据,从图像分析:电阻率在该剖面图上分布不太均匀,深度在0~2m点位在0~-60处电阻率值较低,这与地表湿润的浮土的低电阻反应,深度在0~2m点位在60~-120处电阻率出现高值,实地勘察地表为水泥混泥土地层引起的。
7.2、致富路物探横剖面图由于致富路长度500米左右,本次至北向南一共做了2个排列(排列2-1、排列2-2),使用的是5m点距,隔离系数8采集了完整的数据。
图7-2-1致富路物探横剖面图从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,物性分层明显。
在0~-4.0m范围内为一层,该层电阻率值在20~40Ω.Μ范围内,其中在左侧和右侧出现两处高电阻率。
现场观测到左侧是由于公路水泥混泥土造成右侧是工厂的门口水泥混泥土引起这种现象。
在4~-10.0m 范围内为一层,该层电阻率值在10~20Ω.Μ范围内的低阻反应,现场观察到有一条排水道沿着探测线走向,可能是地表的排水道水引起的低阻异常。
2-2致富路物探横剖面图从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,物性分层明显。
在0~-4.0m范围内为一层,该层电阻率值在20~40Ω.Μ范围内,在4~-10.0m范围内为一层,该层电阻率值在10~20Ω.Μ范围内的低阻反应,现场观察到有一条排水道沿着探测线走向,可能是地表的排水道水引起的低阻异常。
其中在右侧出现高电阻率纵向异常。
现场观测到右侧是由于已经接近山脚,是由于山体岩石出露引起这种现象。
7.3、琪嘉物探横剖面图由于琪嘉路成Z字状走向,总长度1500米作用,本次至西向东一共做了5个排列,其中排列3-1、排列3-2连续,排列3-4、排列3-5连续,排列3-3独立南北向,使用的是5m 点距,隔离系数8采集了完整的数据。
图7-3-1琪嘉路物探横剖面图从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,在深度在0~12m点位在0~-160处电阻率值较低,这与地表湿润的浮土的低电阻反应,点位在160~-290处电阻率出现高值,实地勘察地表为水泥混泥土地层引起的。
图7-3-2琪嘉路物探横剖面图由于7-3-1与7-3-2所处一条剖面上,从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,与7-3-1相接的地方地质反应吻合,物性分层明显。
在0~-4.0m范围内为一层,该层电阻率值在10~15Ω.Μ范围内,从左至右侧出现电阻率降低趋势可能是由于绿化带浮土覆盖层加深的趋势,现场也勘察数那一片浮土较为湿润。
图7-3-3琪嘉路物探横剖面图此排列为南北向独立的一个排列,从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,物性分层明显。
在0~-4.2m范围内为一层,该层电阻率值在10~15Ω.Μ范围内,在点号20和点号100~150处出现深度0~-4.2m位置为低电阻反应,现场勘查为厂区门口的绿化带引起的,其他高电阻反应为厂区门口水泥混泥土引起。
图7-3-4琪嘉路物探横剖面图从图像分析:电阻率在该剖面图上分布较均匀,物性分层明显。