高密度电法
- 格式:doc
- 大小:195.50 KB
- 文档页数:8
概述高密度电法在水文和工程地质的应用高密度电法是一种新型的电探方法,是依据水文地质和工程地质调查和建设而研究出的。
这种方法具有高密度测点、信息量巨大的特点,在勘探中的水文地质和工程地质中不断得到应用。
这种勘探方法在野外进行测量时,先把所有的电极集中到一个剖面上,再利用电极转换开关实现数据的转换,利用电测仪完成数据的采集。
这种电探方法,在操作时能够有效地减少电磁的干扰、故障的发生率,可以提高地质勘探的准确率和速度。
高密度电法以其众多的优势在地质勘探尤其是水文地质和工程地质中得到广泛的应用。
1 高密度电法的概述1.1 高密度电法的原理高密度电法和常规的电阻率法的原理一样,不同之处在于在观测的过程中,高密度电法设立了高密度的观测点,这种方法是阵列勘探法。
高密度电法具体的工作原理是在进行野外工作时,把电极全部置于剖面上,再利用程控电极转换开关和电测仪就可以实现数据的采集。
1.2 高密度电法的优点高密度电法具有不同于常规的电阻率法的优点,具体有:第一,可以一次性完成电极布置工作,能够有效地减少故障和电磁干扰,大大的提高了效率;第二,在野外测量时,可以选择多种电极的排列方式开展测量,能够获得大量的涉及地电断面的数据;第三,在野外的数据采集工作中,能够进行自动化或者是半自动化采集作业,大大的提高了数据采集的速度,有效地减少了数据采集中的手工操作失误;第四,随着探测技术的发展和反演方法的进步,高密度电阻率成像法的技术也使得到了很大的发展,实现了从一维和二维到三维的跨越,在很大程度上提高了地电资料的解释精度。
1.3 高密度电法的方法概述在本质上,高密度电法是一种直流电阻率法,但是在实际上,采用的是低频交流电进行供电,供电的频率应当保持在20~30HZ之间固定不变。
在实际的测量过程中,高密度电法的测点点距小到1~2m,同时兼有测深和剖面的两重功能。
所以,高密度电法的信息量是常规电阻率法的百倍。
1.4 高密度电法的测定方法图1下面通过温奈尔装置来解释高密度电法的测定方法。
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。
高密度电法的原理及应用1. 引言高密度电法(High-Density Electrical Method)是一种地球物理勘探方法,利用电流通过地下的传导率差异来揭示地下的电阻率变化。
该方法广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源评价、环境地质调查等领域。
本文将介绍高密度电法的原理及其在不同领域的应用。
2. 高密度电法的原理高密度电法是一种电阻率测量方法,通过电极对地的注入电流和测量地下电势差来反推地下电阻率分布。
其原理基于地下不同岩石和介质的电导率不同,从而推断地下结构和成分变化。
高密度电法的原理如下: 1. 在地表上选取适当的测线布设电极,并在地下注入一定电流。
2. 通过一组电极对地的电流注入和另一组电极对地的电势差测量,得到地下电压分布图。
3. 根据电流和电压数据,计算地下电阻率分布。
4. 通过解释电阻率数据,推断地下的岩石类型、含水性、断层和构造等信息。
3. 高密度电法的应用3.1 矿产资源勘探高密度电法在矿产资源勘探中发挥着重要作用。
通过测量地下电阻率分布,可以推断不同岩石类型和含矿石层的存在。
应用高密度电法可以帮助勘探人员快速找到潜在的矿产资源,指导矿区的开发和利用。
3.2 地下水资源评价高密度电法在地下水资源评价中也具有广泛的应用。
地下水的存在和分布与地下岩层的含水性和渗透性有关,而这些特性可以通过电阻率来反映。
通过高密度电法测量,可以快速获取地下水含水层的位置、厚度和均匀性等信息,为地下水资源开发和保护提供重要依据。
3.3 环境地质调查高密度电法在环境地质调查中的应用也日益广泛。
例如,在城市土地开发过程中,为了评估土壤和地下水的环境质量,需要了解地下污染源的存在和扩散情况。
高密度电法可以通过测量电阻率来揭示地下的地质层分布和污染程度,为环境保护和治理提供重要信息。
4. 结论高密度电法是一种有效的地球物理勘探方法,应用广泛于矿产资源勘探、地下水资源评价和环境地质调查等领域。
通过测量地下电阻率分布,可以推断地下结构和成分变化,为资源开发和环境保护提供重要依据。
高密度电法的进展与展望高密度电法的进展与展望引言:随着科技的发展,高密度电法作为一种非常重要的地球物理勘探方法,得到了广泛的应用。
在过去的几十年里,高密度电法不断取得新的突破,为资源勘探和环境监测提供了强有力的支持。
本文将对高密度电法的进展进行介绍,并展望未来它的发展方向和应用前景。
一、高密度电法的概念及基本原理高密度电法(High-Density Electrical Method)是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法,通过测量地下的电阻率分布来研究地下结构。
其基本原理是根据地下不同材料的电导率或电阻率差异,利用低频交流电源激发地下电场和地下剖面上的电流井测量得到电位差,进而分析地层结构和物性。
二、高密度电法的进展1. 仪器技术的改进:近年来,高密度电法的仪器技术取得了重大突破。
采用数字化和自动化技术,仪器的测量速度和精度都得到了极大的提升,使得高密度电法能够更好地适应多样化的地下条件。
2. 数据处理方法的改进:高密度电法的数据处理方法也在不断改进,旨在提高数据分析的准确性和可靠性。
通过使用复杂的数学算法和计算模型,可以更好地提取出地下结构的信息,获得更准确的电阻率分布图像。
3. 成像技术的发展:高密度电法成像技术在近年来取得了重要的进展。
结合人工智能和机器学习等技术,可以实现对大量数据的自动分析和处理,从而实现更高效、更精确的成像结果。
4. 多物理场耦合技术:高密度电法与其他地球物理勘探方法的综合运用,如地震勘探、重力法等,可以加强对地下结构的认识。
多物理场耦合技术的发展为高密度电法提供了更广阔的应用前景。
三、高密度电法的展望1. 深部勘探:随着资源开采的加深和环境治理的需求,对地下深部的探测成为未来发展的重点。
高密度电法的应用范围将进一步扩大,以满足对深部矿产资源和地下水资源的勘探需求。
2. 精细成像:随着仪器和数据处理方法的不断改进,高密度电法成像技术将变得更加精细化。
通过进一步提高成像的空间分辨率和垂直分辨率,可以更准确地揭示地下结构的细节。
高密度电法
高密度电法:是一种阵列勘探方法,它以岩、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中传导电流分布规律。
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微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集, 当将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图示结果。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同.所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
关于阵列电探的思想早在20 世纪70 年代末期就有人开始考虑实施, 英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式。
80 年代中期, 日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集, 只是由于整体设计的不完善性, 这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。
80 年代后期, 我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究, 从理论与实际结合的角度, 进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题, 研制成了约3 ~5 种类型的仪器。
近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘查领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。
高密度电法的发展与应用高密度电法的发展与应用一、简介高密度电法(High-Density Electrical Resistivity Method,HD-EM)是一种地球物理勘探方法,用于获取地下岩石或土壤的电阻率分布,以推断地下构造和含水情况。
它通过电极阵列和电流注入来测量地下电场的分布,并利用数学模型进行解释。
本文将从技术发展、应用范围和未来趋势几个方面探讨高密度电法在科学研究和工程应用中的重要性与前景。
二、技术发展高密度电法起源于地球物理勘探领域的电法方法,它的发展得益于电子技术和计算机科学的进步。
随着传感器技术的提升和数值模型的改进,高密度电法已经成为解析地下结构和水文地质问题的重要工具。
目前,高密度电法已经分为多种测量技术,如大电极面积阵列法、小电极间距阵列法和多频率法。
这些技术的出现使得高密度电法的测量更加准确与高效。
三、应用范围高密度电法在地质学、环境科学和工程领域应用广泛。
在地质学中,高密度电法可用于地下构造和岩石类型的研究,如火山地质、断层研究和矿产资源勘探等。
在环境科学中,高密度电法被用于土壤盐渍化、地下水污染和地下水补给区域的研究。
在工程领域,高密度电法可用于地质灾害评估、基础设施建设和隧道工程等方面。
它的非破坏性、快速性和相对低成本使得高密度电法成为了这些领域中的重要辅助手段。
四、高密度电法的优势与传统电法方法相比,高密度电法具有以下优势:1. 高空间分辨率:高密度电法可以提供更高分辨率的电阻率数据,揭示地下细节更为精确。
2. 快速测量:高密度电法测量速度快,大大提高了数据采集的效率。
3. 数据获取:高密度电法可以获取更多的电场和电流数据,并从中获得更多的信息。
4. 数值模型:高密度电法利用数值模型解释数据,降低了解释的主观性。
五、未来趋势随着电子技术和计算机科学的不断发展,高密度电法仍然具有很大的潜力和前景。
未来的趋势可能包括以下几个方面:1. 仪器技术的改进:随着传感器技术的日益先进,高密度电法的仪器设备将更小巧、高灵敏度和便于携带。
高密度电法收费标准高密度电法是一种常用的地球物理勘探方法,其原理是利用地下电阻率差异来探测地下构造和矿产资源。
在勘探过程中,高密度电法收费标准是一个关键的问题,不仅关系到勘探成本,也直接影响到勘探效果和客户满意度。
因此,制定合理的收费标准对于高密度电法勘探公司和客户来说都是至关重要的。
首先,高密度电法收费标准应该根据勘探区域的地质条件和难易程度来确定。
一般来说,地质条件复杂、地下水位较深、地下岩层较多的区域,勘探难度较大,因此收费标准相对较高;而地质条件简单、地下水位较浅、地下岩层较少的区域,勘探难度较小,收费标准相对较低。
这样的收费标准能够更好地反映出勘探工作的实际难易程度,也更有利于客户对于收费的接受。
其次,高密度电法收费标准还应考虑到勘探设备和人力成本。
勘探公司在进行高密度电法勘探时,需要投入大量的设备和人力资源,包括电法仪器、电极、数据处理软件以及专业的勘探人员。
这些成本都需要纳入到收费标准中,以保障勘探公司的正常运营和发展。
同时,客户也应该理解和支持这些成本,以确保勘探工作的质量和可持续发展。
另外,高密度电法收费标准还需要考虑到勘探成果的价值。
高密度电法勘探的最终目的是为了获取地下构造和矿产资源的信息,这些信息对于客户来说具有重要的经济和科学价值。
因此,收费标准也应该根据勘探成果的实际价值来确定,以体现出勘探工作的实际意义和客户获取的利益。
综上所述,制定合理的高密度电法收费标准是一项复杂而又重要的工作。
只有充分考虑到勘探区域的地质条件、勘探设备和人力成本以及勘探成果的价值,才能制定出符合实际情况的收费标准,既能保障勘探公司的利益,又能满足客户的需求。
希望各相关单位能够共同努力,制定出更加科学合理的高密度电法收费标准,为地球物理勘探事业的发展贡献力量。
高密度电法的实施步骤1. 简介高密度电法是一种用来探测地下电阻率的地球物理方法。
该方法通过在地面上放置一系列电极,将电流注入地下,然后测量产生的电压,以确定地下材料的电阻率分布。
高密度电法的实施步骤包括实地布置电极、进行电流注入和电压测量、数据采集和处理等。
2. 实地布置电极在进行高密度电法实施之前,首先需要进行实地电极布置。
电极布置应考虑到地下的电阻率分布情况以及需要研究的目标。
一般来说,电极布置要遵循以下原则:•电极布置应尽可能覆盖研究区域的整个范围,以获得较为全面的电阻率数据。
•电极应远离任何可能影响测量的干扰源,如金属结构物或高压电缆等。
•电极布置需要考虑到实地情况,如地形、土壤类型等。
3. 进行电流注入和电压测量电流注入是高密度电法中的一项关键步骤。
电流注入需要通过电极将一定电流注入地下。
通常采用的方法是将电极对分为两组,分别为注入电极和测量电极。
注入电极负责注入电流,而测量电极则用于测量注入电流产生的电压。
在进行电流注入和电压测量时,需要注意以下事项:•确保电流源的稳定性,并根据实际情况选择合适的电流大小。
•确保电极与地下的良好接触,以减小测量误差。
•在电流注入时,需要保持一定时间,使电流的分布达到稳定。
4. 数据采集和处理完成电流注入和电压测量后,需要对所得的数据进行采集和处理。
数据采集和处理旨在获得地下电阻率分布的信息。
以下是一般的数据采集和处理步骤:•使用数据采集系统将电压数据记录下来,通常采用数字多道技术,以提高数据采集速度和精度。
•将采集到的数据导入计算机进行处理。
一般采用地球物理数据处理软件,如Res2Dinv或Res3Dinv等。
•利用适当的数学模型和反演算法,通过对数据进行反演计算,得到地下电阻率分布图。
5. 结果解释与分析得到地下电阻率分布图后,需要对结果进行解释和分析。
解释和分析结果需要考虑到地质背景、研究目标等因素。
以下是一些常见的解释和分析方法:•对比野外观测结果与地质地球物理模型,判断测量结果的可靠性和准确性。
高密度电法的原理与应用1. 简介高密度电法是一种非侵入性地下勘探技术,通过在地下注入高频电流,通过监测地下电阻率来获取地下结构和岩石性质的信息。
该技术具有快速、精确、经济等优势,被广泛应用于地质勘探、水文地质、环境地质等领域。
2. 原理高密度电法的原理基于电流在地下流动过程中的电阻和电导差别。
当电流通过地下不同材质时,不同的岩石和土壤具有不同的导电性质,从而形成不同的电阻。
根据地下不同材质的电阻变化,可以推断出地下的结构和岩石性质。
3. 应用高密度电法广泛应用于以下领域:3.1 地质勘探•矿产资源勘探:高密度电法可以通过监测地下电阻率变化,找到可能的矿床位置。
特定电阻率反映不同矿石的存在,并可以帮助勘探人员进行目标矿床的发现。
•岩土工程:高密度电法可以在岩土工程中确定地层的分布、厚度和性质。
通过分析电阻率剖面,可以识别出地下土层的稠密程度、含水性质等参数,为工程设计提供基本数据。
3.2 水文地质•水资源调查:通过高密度电法,可以评估地下水资源的分布和储量。
地下水与土壤、岩石的导电性质有一定的关联,通过监测电阻率分布可以推测地下水的存在和含水层的性质。
•水文地质勘探:高密度电法可以用于探测地下水文地质条件,如寻找含水层、确定水位埋深等参数。
通过地下电阻率图像的解释,可以有效评估地下水资源的数量和质量。
3.3 环境地质•地下水污染调查:高密度电法可以用于检测地下水中的污染物浓度和分布情况。
不同污染物具有不同的导电性质,通过监测地下电阻率的变化,可以准确判断地下水的污染程度。
•环境监测:高密度电法可以用于监测地下储层的稳定性、溶洞的分布和岩溶地区的环境变化。
通过对电阻率分布的解释,可以判断地下空洞、结构变化等可能对环境产生影响的因素。
4. 优势与局限性4.1 优势•非侵入性:高密度电法可以在不破坏地下结构的情况下获取地下信息,对环境无污染。
•快速高效:高密度电法可以快速获取大范围的地下电阻率数据,并通过数据处理获得地下结构信息。
地质勘探G eological prospecting高密度电法在矿山地质勘查中的应用探究李泽阳摘要:高密度电法作为一种非侵入性的地球物理勘探方法,具有探测深度大、空间分辨率高、精度高等优点,因此,在矿山地质勘查中得到了广泛应用。
本文通过论述高密度电法的原理、仪器设备和测量参数,探讨了高密度电法在矿区勘查、矿床勘探和地质灾害探测等方面的应用,详细介绍了数据处理和解释方法,最后分析了高密度电法的技术发展趋势和应用前景。
关键词:高密度电法;矿山地质勘查;应用探究1 高密度电法概述1.1 高密度电法的原理和方法高密度电法是一种利用交流电场对地下岩矿体进行探测的地球物理勘探方法,其原理在于将高频电场作用于地下介质,进而引起该介质中的电流分布及其电阻率变化。
这样通过测量电流及电压分布,可以得出地下介质电阻率的空间分布以及其深度剖面。
高密度电法的探测深度一般在几十米到几百米,相比传统电法方法,其能够探测更深层次的地下结构。
高密度电法是通过在地下埋设电极以及在地表应用电压源,形成高频交变电场来探测地下结构,一般而言,需要设置多个电极以便充分地探测多个方向的地下信息。
具体的电极布置方式和测量参数根据勘探目标的不同会有所差异。
在进行高密度电法勘探时,需要对地下环境进行认真分析,以确定合适的电极布置方式、电源的输出参数、观测数据采集的时间、测线间距和采样点距等参数。
通常可以采用正漏电流中间值、MT法和谐波分析等方法,来分析不同频率下的地下结构及特征参数。
近年来,高密度电法得到了广泛的应用,特别是在矿山地质勘查领域中,已经成为了一种非常重要的无损地球物理探测技术。
通过高密度电法,可以对矿区地质结构、矿体形态、矿脉延伸、岩石类型和性质等进行探测,进而指导矿产资源的开发和管理。
1.2 高密度电法的仪器设备和测量参数高密度电法的仪器设备主要包括发射器、接收器、电极、电缆、数据采集装置等。
其中,发射器用于输出高频交流电信号,接收器则用于获取在地下介质中传输的电流信号,并将其转化为电压信号输出。
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。
世界有色金属高密度电法世界有色金属高密度电法概述有色金属是指除了铁、钢、铸铁以外的金属,主要包括铜、铝、镁、锌等。
高密度电法是一种非破坏性检测方法,可以用于有色金属材料的质量检测和缺陷检测。
原理高密度电法是利用交流电场作用于被检测物体时产生的感应电流来检测物体内部缺陷或异物的一种方法。
当交流电场作用于被检测物体时,如果物体内部存在缺陷或异物,则会在缺陷或异物周围形成感应电流,并对外部产生影响。
通过对外部影响的分析,可以判断出被检测物体内部是否存在缺陷或异物。
应用高密度电法广泛应用于有色金属材料的质量检测和缺陷检测。
具体应用包括:1. 无损探伤:高密度电法可以快速准确地发现有色金属材料中的裂纹、孔洞等表面和内部缺陷。
2. 材料分析:高密度电法可以通过对样品中不同元素产生的不同电阻率的测量,快速准确地分析样品中各种元素的含量和组成。
3. 金属加工:高密度电法可以用于检测金属加工过程中的质量问题,如焊接、铸造、锻造等。
4. 环境监测:高密度电法可以用于监测有色金属材料在不同环境下的腐蚀情况,以及水、土壤等环境中的有色金属污染情况。
优点高密度电法具有以下优点:1. 非破坏性:高密度电法不需要对被检测物体进行破坏性检测,可以保护被检测物体的完整性和使用价值。
2. 灵敏度高:高密度电法可以快速准确地发现微小缺陷和异物,对于质量控制具有重要意义。
3. 操作简单:高密度电法不需要复杂的设备和技术,可以在较短时间内进行检测,并且结果易于解释和理解。
4. 应用广泛:高密度电法可以应用于多种有色金属材料和领域,具有很大的应用前景。
缺点高密度电法也存在以下缺点:1. 适用范围有限:高密度电法只适用于有色金属材料的检测,对于其他材料和领域的应用受到限制。
2. 精度不高:高密度电法在某些情况下可能会出现误差,需要结合其他检测方法进行验证和确认。
3. 依赖性强:高密度电法的检测结果受到多种因素的影响,如温度、湿度、材料性质等,需要进行相应的校准和调整。
高密度电法操作规程
首先,高密度电法操作规程的第一步是进行仪器和设备的准备。
这包括检查电极、电缆、数据采集仪器等设备的完好性,确保设备
的正常工作。
同时,需要对勘探区域的地质情况进行充分的调查和
了解,以便确定合适的电极布设方案。
其次,对于电极的布设,需要根据勘探区域的地质特征和勘探
目的合理设置电极的间距和布设方式。
通常情况下,会采用直线、
网格或者等间距布设电极的方式,以确保数据的准确性和可靠性。
第三,进行数据采集和处理。
在进行高密度电法勘探时,需要
根据实际情况选择合适的电流电压参数,并按照预先设计的布设方
案进行数据采集。
采集完数据后,还需要对数据进行处理和解释,
包括数据的滤波、平滑、反演等步骤,以获得地下电阻率分布的准
确信息。
此外,在进行高密度电法操作时,还需要考虑现场安全和环境
保护等因素。
在选择勘探区域和设置电极时,需要遵守相关的安全
规定,确保勘探过程中不会对周围环境和人员造成危害。
总的来说,高密度电法操作规程涉及到仪器设备准备、电极布设、数据采集处理以及安全环保等多个方面,需要根据实际情况和勘探要求进行合理的规划和操作。
只有严格遵循规程,才能保证高密度电法勘探的准确性和可靠性。
物探高密度电法一、引言物探高密度电法(High-Density Electrical Resistivity Method)是一种应用于地质勘探和环境工程中的非侵入性调查技术。
通过测量地下电阻率分布来推断地下结构和岩土体特性。
本文将对物探高密度电法的原理、仪器设备、实施方法以及应用领域进行详细介绍。
二、原理物探高密度电法基于地下岩土体的电阻率差异进行测量和分析。
在该方法中,通过在地表上布置一系列电极,施加直流电流,并测量电位差来计算地下岩土体的电阻率。
根据欧姆定律,当直流电流通过岩土体时,会产生一个电势差。
根据测量到的电势差和已知的注入电流值,可以计算出不同位置处的地下岩土体的电阻率。
三、仪器设备1. 野外仪器物探高密度电法野外测量主要使用多通道自动测量系统(Multi-Channel Automatic Measuring System)。
该系统包括多个相互独立的通道,每个通道都由一个发射电极和多个接收电极组成。
通常使用的电极间距为1-10米,以获得更高分辨率的数据。
2. 数据处理设备野外测量得到的原始数据需要进行处理和分析。
数据处理设备通常包括计算机、数据采集卡和相关软件。
通过将原始数据输入计算机,可以进行数据滤波、去噪和反演等操作,从而得到地下岩土体的电阻率剖面图。
四、实施方法物探高密度电法的实施方法包括以下几个步骤:1.布置测量线:根据勘探区域的需求,在地表上布置一条或多条测量线,并确定好电极间距。
2.安装电极:根据测量线上的位置,在地表上安装发射电极和接收电极。
确保电极与地表接触良好,并保持稳定。
3.施加直流电流:通过发射电极注入直流电流,通常使用恒流源进行控制。
注入的直流电流大小根据具体情况而定。
4.测量电位差:使用接收电极测量不同位置处的地下岩土体产生的电位差,并记录下来。
5.数据处理和分析:将测量得到的原始数据输入计算机进行数据处理和分析,得到地下岩土体的电阻率剖面图。
五、应用领域物探高密度电法在地质勘探和环境工程中有广泛的应用。
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
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,能有效的进行多种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地球物理信息。
,3,野外数据采集实现了自动化,提高了采集速度
,4,可对采集数据进行实时处理,并能计算出电阻率成像的反演结果。
三、仪器介绍
本次实验采用的仪器是:DUK-2A高密度电法测量系统,包括:D2D-6A多功能直流电法电测剖面和多级电路转换器。
DUK-2A高密度电法测量系统由DZD-6A多功能直流电法仪和多路电极转换器〈?〉组成,基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电、测量电极的自动转换,配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像,CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。
图2 DUK-2A高密度电法测量系统
电池盒
在仪器的左侧有一个电池盒,内装8节1号干电池或相同规格充电电池,用于提供仪器的工作电源,卸开4个螺钉可以更换电池。
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117
图3 DUK-2A高密度电法测量系统(续)
图4 DZD-6A 多功能直流电法仪及其面板
四、实验内容及步骤
测区:河海大学笃学楼北侧公路旁,测区地势平坦,地表植被除傍边有一排行道树外均
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 为矮小杂草。
测线布置方式:沿正东的方向布置单条侧线,电极间距a=1m,共n=30个电极。
装置方式为温纳四极和偶极剖面装置。
图5 测线布设
实验步骤:
,1,检查实验仪器;
,2,将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离揑入土层中,要求不土层良好接触,将测线固定在钢钎上,使其相互接触;
,3,将测线不仪器连接,进行电阻检测,检查各段测线不钢钎是否良好接
触; ,4,对相关参数进行设定。
本次实验的设定层数为7层,电极仍31至60,装置类型
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 采用了温纳装置和偶极剖面装置。
测量前先对接地电阻的测量。
对接地电阻过大的测点进行检测、调整,至接地电阻合格。
,5,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,做出合理的地质解释。
五、实验结果
通过将得到的试验数据,读取到RES2DINV软件中并设置好一定的参数后进行反演,我们得到了图下列的反演图。
图6 温纳剖面法剔除虚假点前反演结果
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117
图7 温纳剖面法剔除虚假点
图8 温纳剖面法剔除虚假点后反演结果
该温纳剖面法对数据进行了拼接,30个电极,n=7,最后一层9个点,拼接后得到了最后一层第七层18个点,扩大了横向测量范围。
根据反演得到的数据,采用温纳法得到的反演结果的均方根误差为3.0%,进行虚假点剔除后均方根差为2.8%。
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117
图9 偶极剖面法剔除虚假点前反演结果
图10 温纳剖面法剔除虚假点
地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 图11 偶极剖面法剔除虚假点前反演结果
该偶极剖面法是继温纳剖面法转移了9个电极后直接进行偶极剖面法的测量,故共有30个电极,n=7,第七层只有9个点。
剔除虚假点之前的反演结果的均方根差为2.1%,剔除虚假点之后的反演结果的均方根差为1.6%。
温纳剖面法与偶极剖面法的小结:因此横向上的测量范围相比于本次的温纳剖面法相对小了许多,而且只是温纳剖面法的一部分,因此单仍反演结果上难以对二者进行比较。
下次实验应该控制变量,而保持单一变量。