直流电测深原理

直流电测深法在铁路桥结合部台后路基勘察中的应用摘要：我国的铁路桥有很大一部分都修建在山沟或者河流的周围，这些地方的地形地势较为复杂。

尤其是在河流上建造铁路桥，会使得在铁路桥结合部的桥台后基由于常年受到水流的冲击与腐蚀，时间长了很容易形成洞穴、液化以及松软土等现象，给铁路桥带来非常大的危害，也使得铁路桥出现很严重的隐患。

如今的勘察技术发展的速度较快，且形式多种多样，要想对铁路桥的桥台后基进行勘察，主要的技术手段就是利用直流电测深法。

利用直流电测深法能够准确的探测出在铁路桥周围出现的洞穴、液化以及松软土等现象的具体出现的位置和出现的大小。

文章将会从实际出发，对直流电测深法进行系统的描述，并且将直流电测深法在铁路桥结合部台后路基勘察中的具体应用进行详细的阐述。

关键词：直流电；铁路桥结合部；台后路基勘察；具体应用我国最常用的勘测法应当就是直流电测深法，它是一种有效且较为快捷的测探方式，在勘察地下水、高原冻土、水电站地质、煤矿陷落柱、火力发电厂的水源、寻找基岩地下水等流域都应用到了直流电测深法，可以说应用范围十分广泛。

此种勘察法具有生产成本较低、工作的效率较高且勘察结果较为准确等优点。

1 直流电测深法的勘察原理直流电测深法主要是以地层中的部分介质自身的导电性差异作为基础，通过仔细的观察与研究天然或者人工建立起来的地下稳定电流场的分布规律，从而解决某些潜在的或者已经出现的地质问题的方法。

直流电测深法的原理：它是探测电性具有差异的岩土层竖直方向分布情况的一种电阻率方法，此方法主要采用在同一个测试点上多次地加大供电电极距，逐层次的去测量视电阻率ρs发生的变化，只要加大供电的电极距就能够增大地质勘探的深度。

因此在同一个测试点上如果能够不断地加大供电的电极距，那么得出的视电阻率ρs的变化将会准确的反映出该测量点下的电阻率存在差异的地质体的不同深度具体的分布情况。

有一点值得强调的是，直流电测深法的常规测深方法就是对称四级测深。

直流电法探测城市地下病害的方法1、电测深法测深法是探测电性不同的岩层沿垂向分布情况的电阻率方法。

其方法原理是人工向地下供电，依据适当加大供电极距可以增大勘探深度的原理，采用在同一测点上多次加大供电极距的方式，了解地下地质体在不同深度的分布状况。

（1）优点垂向分辨率高。

（2）缺点效率低，城市区域场地要求高。

2、高密度电阻率法密度电阻率法是在传统直流电阻率法基础上发展起来的一种适合浅层勘探的新方法，利用人工建立的稳定地下直流电场，依据预先布置的若干道电极可灵活选定装置排列方式进行扫描观测，研究地下大量丰富的空间电性特征，从而查明地下被探测目标体分布情况的一种物探方法。

（1）优点效率高，分辨率高，成果直观可靠。

（2）缺点城市区域场地要求高。

3、光学法探测CCTV、QV光学法检测。

利用管道检测机器人，对管道内部进行视频摄像作业，通过分析视频资料了解管道内部结构质量及缺陷，评估管道状况。

V法光学检测是通过LED光源照亮，CCD摄像机摄取由锥形镜反射的孔壁图像，图像信息经电缆传送至控制器和电脑，整个采集过程由图像采集控制软件系统完成，此系统把采集的图像展开和合并，记录在电脑上。

全地形机器人法光学检测是通过设备上3个摄像头在管道内部进行视频摄像作业，其中400万云台摄像头可水平360°旋转，搭配水下声呐探头可进行声呐探测，适用场景广泛。

通过采集的视频和声纳数据分析可以了解管道结构性和功能性缺陷。

孔内摄像检测法是采用孔内摄像设备预应力管桩及其他有竖向孔（含钻孔）的桩内或孔内质量检测的一种方法。

（1）优点效率高，成本低。

（2）缺点平面位置定位差。

4、地面精测法-管线探测通过感应法、直连法、夹钳法、示踪法、调查法及其它综合物探方法查明各类地下管线的位置、走向、埋深及井深，为抢险注浆处理布孔提供依据。

（1）优点效率高，成本低、定位准确。

（2）缺点不能对管道内部结构缺陷进行评价。

直流电的测量原理与使用直流电是指电流方向不变的电流。

在电气工程和电子技术领域，对直流电进行准确的测量是非常重要的。

本文将介绍直流电的测量原理和使用，并探讨一些常用的直流电测量方法和仪器。

一、直流电的测量原理直流电的测量原理基于欧姆定律，即电流等于电压与电阻之比。

在直流电路中，电流只流动方向不变，因此可以通过测量电压和电阻来准确测量直流电流。

二、直流电的测量方法通常使用的直流电测量方法有以下几种：1. 电压分压法电压分压法是一种常用的测量较高电压的方法。

通过将待测电压与已知电阻串联，利用欧姆定律计算电流，再通过测量电阻两端的电压，求得待测电压值。

2. 电流放大法电流放大法适用于测量小电流。

通过将待测电流引入放大电路，并通过放大器放大信号，再测量放大后的电流值来求得待测电流。

3. 示波器测量法示波器是一种常用的电子测量仪器，可以用于直接测量电流和电压的波形。

通过连接待测电路和示波器，可以直接观察到电流和电压的变化情况，从而得到直流电的准确测量结果。

4. 数字多用表测量法数字多用表是一种常见的多功能电路测量仪器，可以用于测量电流、电压和电阻等参数。

通过选择合适的测量档位和连接待测电路，可以方便地进行直流电的测量。

三、直流电的测量仪器在实际测量中，常用的直流电测量仪器有以下几种：1. 电压表电压表是用来测量电压的仪器，分为指针式和数字式两种。

它可以直接连接待测电路并测量电压值。

2. 电流表电流表是用来测量电流的仪器，同样分为指针式和数字式。

电流表可以通过串联在电路中，测量电流的数值。

3. 示波器示波器是用来显示电压和电流波形的仪器，适用于观察信号的变化情况。

它可以直接连接待测电路，并将电流和电压的波形图显示在屏幕上。

4. 数字多用表数字多用表是一种多功能的测量仪器，可用于测量电压、电流和电阻等参数。

它具有测量范围广、精度高和操作简便等特点。

四、直流电的使用直流电广泛应用于各个领域，包括电子设备、通信系统、工业自动化、能源传输等。

直流电阻率测深在地下水资源勘查中的应用摘要：电测深是指保持观测点不动，而不断改变电极距进行多次观测随着供电极距AB的增大，电流分布的范围加深变广，ρs值就反应了该点周围更深更广范围内电性不均匀的情况，应用范围较广，可以解决水文地质问题。

关键词：直流电测深；电极距；电阻率1概况水是生命之源，是人类赖以生存的物质基础，但是随着社会发展，这句话应该改为“安全的水是生命之源”。

特别是饮用水安全，已成为政府、社会、公众日益关注的焦点。

没有安全的饮用水，就没有健康的生命，更没有和谐的小康社会和城镇化建设。

问题更突出表现在农村地区，本次工作就是在淡水资源缺乏的滨州市惠民地区进行，主要目的是查明工作区内地下咸、淡水分布情况，为淡水资源的合理开发利用提供基础资料。

2地质概况2.1本区为平原区,在大地构造单元上属于华北地台，齐河—广饶大断裂将其分为两个构造单元，断裂南为鲁西台背斜，断裂之北为辽冀台向斜。

其地层大致如下：第四系(Q)全新统：冲积、湖沼相沉积，上部多为土黄色粘质砂岩、粉土；中部多为灰黑色淤泥质砂岩；下部系一层土黄色粉砂或粉细砂；砂层厚度1~8米，最厚可达15.00米。

上更新统：冲积、海积及湖积。

主要为黄土，灰黄色粘质砂岩，沙质粘土次之，间夹砂层。

砂层一般可见1~5层，最多达11层。

中更新统：冲积，湖积为主，局部地区见有少量海相层。

岩性多为棕黄、灰黄色粘砂，夹1~6层砂，多为粉砂，细砂，层厚1~12米。

下更新统：冲积，湖沼相沉积。

沙质粘土为主，夹粘质砂岩及细砂、粉细砂。

凸起边缘以粘质砂岩为主，粘土层多见于中下部；惠民桑落墅附近以粘土为主。

砂层可见1~7层，颜色多呈棕黄、褐黄等色、夹杂有灰绿、棕红、灰褐黄色。

新近系（N）上新统：冲积、湖沼相沉积。

沙质粘土为主，夹粘质砂岩、粘土及砂层，惠民县少数地区以粘土为主：可见1~12层砂，层厚1.00~14.00米，多为粉细砂，中细砂。

颜色多呈灰褐、棕红、灰绿、褐黄等杂色。

直流电测深法在水工环地质分析中的运用摘要：随着科学的不断发展与进步，当前的水工环地质分析调查出现了许多的方法，而直流电测深法就是一种非常重要的物探方法。

将其应用在水工地质分析中，可以有效的提高水工环地质调查的质量以及效率，并为调查水工环地质创造了更为有利的条件，同时还能够有效的促进基础建设。

本文主要对于在水工环地质分析中运用直流电测深法进行分析探讨，并基于实例验证对于水工环地质分析中应用直流电测深法的效果进行论述。

关键词：直流电测深法；运用；水工环地质分析随着当前我国经济的不断发展，对于水工环地质分析工作提出了更高的需求，而以往的方法已经满足不了当前的分析调查工作的开展。

因此，当前的地下水资源勘测面临着严峻的形势，其中主要包括改进传统的勘查技术，例如瞬变电磁法和音频大地电磁法等，但实施新技术新方法还存在干扰和盲区大等特点。

因此，在水工环地质勘测工作在现如今的发展形势下，需要紧抓工作重点，不断地探索新的勘测技术。

而物探是一种水工环地质中十分重要的调查方法，直流电测深法是物探勘查方法的手段之一，对于水工环地质的分析与调查具有十分重要的作用。

一、项目概况根据中宁县恒泰元农牧有限责任公司设计供水孔的要求，于2019年10月18日在中卫市长乐基地实施野外电法勘探工作。

工区位置北坐标4146923.305东坐标516723.952高程1270.591。

该区域第四系地貌类型为丘陵、沟壑地、山地和土石丘陵地交错分布。

二、直流电测深法（一）基本原理直流电测深法是通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场在地表观测在垂直方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布特点，可以将其简称为电测深法[1]。

这一种方法是以地下岩层的电位差作为物理基础，通过测量地下人工电场以及天然电场空间分布，从而了解岩层的分布特点，根据岩土视电阻率分布推断分析地下地质结构。

在地下岩层空间分布中，稳定电流主要是遵循克希霍夫第一定律以及欧姆定律，而将其采用公式的形式表达出来，可以表达为：上述的公式是一个拉普拉斯公式，同时也是均匀导电介质中，求解稳定电流场的一个基本公式，并且可以将其看做是稳定电流场在任意一个点的电位方程。

直流电位降裂纹测深仪的数值标定李智军;薛河【摘要】直流电位降法(DCPD)是实时测量裂纹长度(深度)的重要方法之一,其原理是在试样的两端施加恒定电流,使之在试样厚度方向上产生恒定的电场,含裂纹试样中的电位分布将会受到裂纹形状和尺寸的影响.为了验证直流电位降法测量裂纹动态长度的可行性和标定电位降与裂纹长度的关系,文中设计了一个合有半圆表面裂纹的试样,并利用有限单元法对试样的电位场进行了数值模拟分析,为直流电位降裂纹测深仪研制和重要参数标定提供一定的理论基础.%Direct current potential drop (DCPD) method is an important approach in the in-situ measuring of crack growing length, which principle is to apply a constant current at both ends of the specimen , and to produce a constant electric field along the thickness direction of the specimen. The current potential distribution in the specimen will be affected by the crack growing length. In order to verify the feasibility of measuring crack growing length by directional current potential drop method, and to calibrate the relation of potential drop and crack growing length, a specimen with semi-circular surface crack is designed, and the current potential field in the specimen is numerically simulated and analyzed , which provide a theoretical basis of developing new crack growing monitor and calibrating parameters in direct current potential drop method.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】5页(P116-120)【关键词】直流电位降法;裂纹长度;实时测量;有限元【作者】李智军;薛河【作者单位】西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TH114由于核电站压力容器结构材料中的疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹等在服役过程中的裂纹扩展是金属结构材料老化失效的重要原因，在模拟实际工作条件下，利用标准试样进行疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹的扩展实验是核电站安全评价工作的重要组成部分之一。

电测深法原理电测深法是在同一点上逐次增大供电电极距AB,使勘探深度由小逐渐加深，于是可观测到测点处沿深度方向由浅至深的视电阻率变化规律。

通过对反应地电断面变化的电测深p曲线的分析，可以了解深度方向上地电断面的特征。

在电测深法中，最常采用的对称四极装置如图1-1所示，图中A、B为供电电极，M、N为测量电极，他们对称于观测点0布置。

工作时，供电电极距AB从最小电极距A i B i变化至最大电极距A n B n，每改变一次电极距AB，相应观测一次△ U MN和I AB，按照式1-2计算出视电阻率p 值。

根据每个极距的观测结果，可绘制出以AB/2为横坐标，P为纵坐标（采用双对数坐标系）的电测深P曲线如图1-3。

P = K △U MN1-2S I下面以两个水平电性层的地电断面为例，来说明电测深法的物理实质。

首先设厚度为m、电阻率为p的第一电性层之下是电阻率为p 的基地岩层，且p> p , p层相对于p层的厚度视为无限大。

当用较小的供电电极距（A1B1<<h1 ）测量时，根据勘探体积概念，认为该装置是处于均匀介质p中，下部高阻基地岩层埋藏较深，此时电流不受高阻层p的影响，此时j MN=j o , P N= p。

根据视电阻率微分形式表达式可得：fS = JJMN p MN = p （p 曲线1段）J O当增大供电电极距AB/2时，电流向下穿透深度开始增加，即勘探深度加深，p高阻层开始影响电场的分布。

由于p高阻对电流有排斥作用，使j MN增大，j MN>j o,则P> P1。

随着AB/2的继续增大，p 介质的影响愈加明显，p也愈来愈大（p曲线2段）。

当AB/2>>h，相应的勘探体积主要为第二层介质，而第一层介质p在整个勘探体积中仅占很小的比例，所以p介质在影响场的分布问题上起主导作用。

可以证明，此时得到的视电阻率值趋于第二层真电阻率，即pi p （p曲线3段）。

p随着AB/2变化的关系曲线称为电测深曲线。

[收稿日期]　2004208216;[修订日期]　2005208220[作者简介]　李福文(19632),男,吉林通榆人,吉林省地球物理勘查公司高级工程师.纵轴直流电测深法在找水中的应用李福文,于忠生,吴冬铭,李玉龙(吉林省地球物理勘查公司,吉林长春　130021)[摘　要]纵轴直流电测深方法具有较高的垂向地质分辩能力,能够较准确预测断裂规模、产状,详细划分含水层及厚度,为井位布置及凿井工艺选择提供了可靠的地质依据。

[关键词]纵轴直流电测深;方法原理;分辩能力;综合参数[中图分类号]P 613.3+2[文献标识码]A [文章编号]100122427(2005)032044204随着我省降雨量的普遍减少,目前迫切要求我们应不断地去寻找新的水源地,以弥补水资源的不足。

电法勘探是找水工作行之有效的物探方法之一,但随着勘察程度的提高,找水工作难度的加大,常规方法难以达到预期效果,因此必须寻求新的勘探技术方法,以满足不同勘察阶段中的需要。

近几年来我单位采用了一种新的直流电测深方法——纵轴直流电测深法,在我省大部分地区找水效果普遍较好。

该方法具有地质分辨能力强,图象直观,解释简易等优点,给物探找水工作带来一个新的突破。

1　方法原理111　电场特征点电源在地下半空间电场的分布规律是纵轴直流电测深法的原理基础。

(1)电场等位面是以接地O 点为圆心的半球面,在地面上的电场等位线是以O 点为圆心的一簇同心圆。

(2)电流线是从接地O 点发出的辐射直线,电流密度的衰减与至O 点距离的平方成反比。

(3)在地面距接地O 点为Χ的M 点的电位值与O 点下深度为Χ的M ′点的电位差相等。

因此,研究点电源电场在地面的分布规律,可间接地了解点电源电场在地下的分布规律。

这样,我们可以借助点电源电场的这种特性,来达到地球物理勘探的目的。

实际上,纵轴直流电测深法所采用的电极装置是3个点电极的组合场源,测深点位上设置中心供电接地O 点,在其两侧的相当远处,对称地设置两个与其相异性的供电接地A 和B ,这样建立起来的人工电场是3个点电源的叠加,中心供电接地O 点周围的等位面是以O 点为中心的半椭球面,地面上的等位线是对称于O 点的一簇同心椭圆。

电测深法名词解释
电测深法名词解释
电测深法：是一种测量地下岩体结构深度的技术，利用水平电流在地表下透射，根据岩体类型和深度对电流的影响而确定地层结构的深度。

电流：指地表下传播的水平电流，是电测深法测量岩体深度的基础。

直流（DC）电流：指负载周期性不变的直流电流，因其特性使其在岩体深度测量中受广泛应用。

交流（AC）电流：指负载周期变化的交流电流，它能够比直流电流更有效地探测岩体深度。

电阻：电阻是电流在各种介质中所受到的阻碍，也是电测深法测量岩体深度的重要参数。

电阻率：电阻率是电阻与电导率的倒数，表示一个物质在一定深度内对电流的阻碍程度，是测量岩体深度的关键参数。

电导率：指介质对电流的传导程度，也是电测深法测量岩体深度的重要参数。

电感：电感表示电流受到磁场干扰的程度，也是电测深法测量岩体深度的关键参数。

电法反射：电法反射是指在相同深度传播的电流经过不同岩体时，反射出的变化，它是测量岩体深度的有效方法。

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。

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。

万用表直流电压测量电路原理
万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，可以用于测量电压、电流、电阻等电学量。

其中，万用表直流电压测量电路原理如下：
当测量直流电压时，需要将万用表的测量接口连接至待测电路的正负极上，此时电路形成了一个回路。

通过电路回路，待测电路中的电荷（电子）沿着回路从正极传输到负极，产生了一个静态电势差。

这个静态电势差可以被表示为电势差值，符号为V，它的单位为伏特（V）。

万用表插头连接电路的位置会引起回路的改变，其内部形成一个高阻抗的电路，从而保证待测电路的负载不会受到影响。

通过万用表的内部电路，将待测电路中的电压信号转换为可以被万用表读取的电信号。

当万用表处于电压测量模式时，它会显示出直流电压的数值大小，并在万用表显示屏上显示出伏特单位符号“V”。

在测量直流电压时，需要根据具体电路的电压范围选择合适的量程档位，以保证测量结果的准确性。

直流电法、高密度电法和瞬变电磁法比较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0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。

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，总体而言具固定MN法（施伦贝尔装置）工作布置方式为A---M-O-N---B，即以0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。

na（施伦贝谢尔）图1施伦贝谢尔对称四极测深法三极装置（常用于井下迎头超前探测）工作布置方式为A---M —0—N—B （*）。

即以0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。