高密度电法在划分地层中的应用效果

高密度电法在水文地质和工程地质中的应用王士鹏(冶金工业部勘察研究总院,河北保定　071067)摘要:高密度电法具有测点密度高,信息量大,在寻找地下水,查明采空区,探测岩溶发育带和划分地层诸方面得到了应用。

本文论述了其原理、技术方法及数据处理推断解释并通过两个工程实例,详细介绍了高密度电法在花岗岩地区寻找基岩裂隙水和在拟建水库区内划分N 2红粘土缺失范围中的应用。

最后对高密度电法的仪器设备和方法技术存在的问题提出了看法。

关键词:高密度电法;视电阻率;等级分布;构造裂隙;N 2红粘土中图分类号:P631.3 文献标识码:A 文章编号:1000-3665(2000)01-0052-05Abstract :T he high-density electrical me tho d,with the hig h density of mea suring points a nd la rge amo unt of info rmation ,is widely used in the fields like g ro undw ater sear ching ,making clear o f mined ar ea s ,explor atio n o f ka rstic zone and classificatio n of stra ta.This paper elucidate its principle,technical m etho ds and the data pro cessing ,infer ence and interpr eta tio n a nd,th roug h tw o prac tica l cases,intro duces in detail the application of high-density electrica l method in the sear ching o f bedro ck fissur e w ate r in g ra nite area and the discrimina tio n o f the hiata l ar ea o f N 2r ed cla y .Finally ,some view s co nce rning the pr oblems o n the equipment a nd installation and techniques in high -density electrica l metho ds ar e put fo rw ar d.Key words :high-density elect rical method;a ppar ent resistivity;distributio n o f g rades;tecto nic f ractures;N 2red clay收稿日期:1999-02-081　前言80年代初,日本地质计测株式会社研究成功了高密度电阻率探查法(简称高密度电法),并且广泛应用于工程地质及水文地质中。

探索高密度电法在水文地质和工程地质中的应用随着国家经济建设的发展和地质勘测技术的不断进步，高密度电法作为一项新的探测技术在未来的发展中也会得到广泛的应用。

文章将会对高密度电法进行论述，分析高密度电法的工作原理、技术方法和数据处理，探索高密度电法在水文地质和工程地质中的应用，为工程建设服务。

标签：高密度电法水文地质工程地质0前言高密度电法是一种新型的物探方法，具有高密度测点、信息量巨大的特点，在水文地质和工程地质勘探中不断得到应用。

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。

在操作时能够有效地减少电磁的干扰，可以提高地质勘探的准确度和工作效率。

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）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，不同之处是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方法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。

（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：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；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；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；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。

（3）高密度电法的方法概述。

高密度电法在本质上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，供电的频率保持在20～30HZ之间固定不变。

高密度电法在水文地质和工程地质中的应用分析高密度电法可从剖面或断面反演色谱图，直观、形象地反映出所探测体的电性分布形态和结构特征，因其快速、经济技术成熟，从而可灵活地在水文地质和工程地质勘察中广泛应用。

本文笔者对高密度电法在水文地质和工程地质中的应用进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

标签：高密度电法水文地质工程地质应用0前言经过多年的发展，高密度电法日趋成熟和完善，拥有十分突出的技术表现和优势。

在水文和工程地质领域，高密度电法得到了越来越普遍的关注。

1高密度电法主要工作原理高密度电法是电探测法和电剖面法相结合的产物，从其基本工作原理来看，其与传统电阻率法十分相似。

其主要区别在于，高密度电法在被观测位置布置了高密度点位，它们采用了阵列勘探法，也就是说通过灵活组合和搭配电极实现全覆盖测量。

在实地测量活动中，要保证将所有电极布置在剖面测点上。

同时启动程控电极和微机工程电测仪，可以完成测量数据的搜集工作。

搜集工作对象是在同一个剖面上不同电极距和电极排列方式获取的测量数据。

同传统电阻率法相比，高密度电法主要有以下几方面突出优势：（1）具有更高的工作效率。

高密度电法电极布置是一次性完成的，这样可以节约大量工作时间，降低设备故障发生率，有效提高了地质测量效率。

（2）测量面选择十分多样化。

由于高密度电法可以采用十分灵活多变的电极排列组合方式，在不同电极排列方式下可以实现不同种类的测量方案，可以获取多方位的地电断面数据。

（3）具有较高的自动化水平。

目前，高密度电法可以实现野外作业半自动化，有效节省了人力资本，提高了工作效率。

另外，随着地球物理反演技术不断发展，高密度电法电阻率成像水平也得到了显著提升，从过去的一维发展到了三维，有效提高了解释精度。

2高密度电法应用案例分析2.1大坝渗漏点查找在实地探测过程中，该水库水位是194m，探测主要目的是查找大堤是否有渗漏点。

该水库大堤采用了C10型混凝土浇筑而成，堤坝厚度60cm。

234管理及其他M anagement and other高密度电法在工程地质中的应用钟辉荣，杨承志（江西省地质局二六六大队，江西 南昌 330038）摘 要：高密度电法具有工作效率高，获取的地下电性信息丰富的特点，被广泛应用于地质找矿、工程地质及水文地质中。

本文采用高密度电法探测第四系松散沉积物的岩性、厚度及空间分布情况，并查明基岩埋藏深度及其基岩面起伏形态，为工程地质分区评价，评估城市规划布局与发展、重大工程规划建设区地质安全提供地质依据。

关键词：高密度电法；第四系；基岩；分布情况中图分类号：U412.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）20-0234-2收稿日期：2021-10作者简介：钟辉荣，男，生于1991年，汉族，福建龙岩人，本科，助理工程师，研究方向：物探。

工作区地处四川盆地中部丘陵区北缘，涪江中游。

主要位于四川省遂宁市船山区、安居区、蓬溪县境内，图幅名称为西眉幅（H48E010015），坐标范围105º30′00″〜105º45′00”，30º20′00″〜30º30′00″，北邻中国地质科学院探矿工艺研究所已开展环境地质调查工作的图幅遂宁幅（（H48E009015）。

为查明工作区的地层分布情况，采用高密度电法进行测量。

1 高密度电法工作原理高密度电法是环境地质调查的有效方法，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1。

图1 高密度电法工作原理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，将所测得的大量数据利用现代的反演技术直接反演成视电阻率剖面图，此图可直接用于地下岩层分布的分析和解释，能直接反映岩层的分布位置、厚度等地质信息。

高密度电法在水文地质和工程地质中的应用摘要：中国的高密度电法勘探始于20世纪30年代，超过70年的发展。

中国的电法勘探方面的基本理论，方法及应用效果都取得了巨大的进展。

地球物理学中高密度电法是最广泛使用的分支学科。

高密度电法具有高密度的测量点，大量的信息。

同时，经过的大多数地球物理工作者不懈的努力，广泛地应用于矿产资源，水文地质与工程地质，考古，环保等领域。

关键词：电法；地质；高密度高密度电法具有较高的测量点密度，大的信息量。

在寻找地下水，查明采空区，探测岩溶发育区和划分各类地层中应用。

高密度电法的基础是介质电性差异。

电法勘探天然或人工电场的变化。

本文讨论了它的原理，技术方法，优点及在工程和水文地质中的应用。

一、高密度电法原理高密度电法是一种直流电阻率法。

两维电阻率断面的测定结果。

小点距，数据密度大，高效率，高密度电法可以更直观，准确地反映地下电体异常的形式。

高密度电法实际上是集中了电剖面法和测深法，其原理相同于普通电阻率法。

我国是从20世纪后期开始研究高密度电法及其应用技术，从理论和实际应用上逐步完善的。

常规电阻率的方法基于在同一时间上的测探剖面由手动控制电流安排多道电极被发送到地下，以形成一个稳定的电流场，通过自动控制，自动开关装置观察和记录对剖面布局更新。

高密度电法二维地电断面测量，有剖面法和测深法两种功能，可以地层划分，有效的方法来检测隐伏断裂构造，溶洞，以及地质滑坡。

高密度电法测量点之间的密度不同，有大量的信息，效率高，在测量过程中，通过转换装置控制电极组合进行直流勘探检测到各种设备的形式，可以比较分析，有利于提供更多的信息，使在勘探地球物理技术的优势充分发挥。

二、高密度电法优点及工作方法与传统的电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：一次性完成的电极排列，减少了故障和干扰对电极影响和提高了效率。

可以选择各种不同的电极布置。

可以得到丰富的地电断面的信息，实现现场数据采集的自动化或半自动化。

2009年第1期20王纶1,关立2,王坚敏1,周浩2,钟晓波1(1.宁波电业局,浙江宁波315010; 2.浙江大学电气工程学院,杭州310027)高密度电法在变电所接地工程中的应用土壤电阻率是决定接地网接地电阻及接地网土壤表面电位分布、跨步电压和设备接触电压的重要参数[1-3]。

准确测量土壤电阻率,合理确定土壤模型对接地网的设计及改造非常重要[4]。

本文介绍了高密度电法的测量原理、系统组成和特点,提出高密度电法在土壤电阻率测量中应注意的问题。

根据高密度电法测量得到的分层土壤模型和四极法测量得到的均匀土壤模型,利用CDEG S接地分析软件[5-9],对芦江变电所接地网改造前后的接地电阻进行仿真计算,并与实测接地电阻进行比较,对高密度电法的应用效果进行分析讨论。

1高密度电法测量的基本原理1.1高密度电法的测量原理高密度电法是一种在技术方法上有很大进步的电阻率法,其工作原理与常规的电阻率法完全相同。

它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法,根据施加电场作用下地中传导电流的分布规律,反映地下不同的地质分布。

测量时,电极(一般为几十至一百根)一次布置完成,电极由电极转换开关控制,每测量一点时选取4个电极(A、B2个电流极,M、N2个电压极)。

和常规的四极法一样,通过A、B电流极向地下供电,电流为I,然后在M、N极间测量电位差ΔV,从而可以测得M、N之间的视电阻率值ρs=KΔV/I。

其中K为与电极排列有关的装置系数,α排列的装置系数K=2π×a,a 为电极间距,如图1所示。

二维高密度电法测量有固定断面和变断面测浙江电力ZHE J IANG E LECT RIC POWER摘要:介绍了高密度电法的测量原理、系统组成和特点。

在220kV芦江变电所接地改造工程中,利用CDEG S接地分析软件,分别基于高密度电法测量所得分层土壤模型和四极法测量所得均匀土壤模型,对芦江变接地改造前后接地网的接地电阻进行仿真计算。

高密度电法在矿区土层调查中的应用作者：龙思帆陈志东来源：《西部资源》2023年第05期［关键词］高密度电法；土层范围；钻孔；三维呈现目前，淮北市内共发现矿产56种，查明储量的矿产有16种，其中水泥用灰岩矿储量位于全省第6位。

矿山数量增速迅猛，但是由于管理不到位，导致其无序开采，从而产生了很多地质环境问题和潜在隐患[1]。

为了已停水泥用灰岩矿露天采矿区的治理，提前调查该治理区地质环境情况，查明土层范围、深度等成为进行各项环境治理修复的先决条件。

目前，第四系地层的勘查以钻探等为主，该勘查模式成本大、效率低下、成果相对粗糙。

物探技术具有快速、高效、剖面连续的特点，物探勘查技术为主，辅助以钻探验证并提供修正参数从而获取地层参数的勘查模式取得了较好的应用效果[2、3]。

通过国内外土层厚度调查案例分析，大部分地球物理方法存在探测精度不够、分层效果不明显等问题，其中高密度电阻率法与地质雷达法探测效果较好[4、5]。

本次选择高密度电阻率法进行密网详查（地质雷达施工不便），辅以钻孔控制，取芯验证的方式开展作业。

高密度电法反演划分出不同电性层，土层和基岩层的电性差异明显与钻孔揭露情况吻合较好，确定了该方法圈定土层的可行性。

最后通过纵横交织的高密度电法测线，以3D的直观显示方式大致圈定了土层的范围及深度，为该查区下一步工程设计施工提供科学依据，也可为其他类似的矿山环境治理提供参考。

1. 勘查区概况1.1 地质概况区内位于相山背斜东翼，西与寒武系中、上统组成的丘陵山地相连，东与闸河平原相接。

根据地质及钻孔等资料揭示，勘查区出露地层有寒武系张夏组；寒武系上统崮山组、第四系全新统（图1）。

现由老至新简述如下：1、寒武系中统徐庄组（ϵ2x）：上中部灰岩，中厚层状；底部为细砂及粉砂岩。

主要分布于勘查区西部。

2、寒武系中统张夏组（ϵ2Z）：灰岩，出露于山上厚度180.05m。

主要分布于勘查区中北部。

3、寒武系上统崮山组（ϵ3g）：灰岩，出露于山东坡上，与下伏张夏组界限清楚，厚度约为48m。

高密度电法在工程勘察中的应用在建设发展中，遇到越来越多的复杂岩土地基，传统的勘察测量方法很难满足实际需要。

因此，本文分析了高密度电法的原理、特点，列举高密度电法在工程实例。

浅述了高密度电法的实际应用。

标签：高密度电法工程勘察应用随着工程勘察市场竞争日益激烈，很多的勘察单位为了提升自身综合实力，不断引进各种先进的原位测试方法，以提高勘察的技术水平和精度。

其中高密度电法能够对整个场地进行全方位的测深勘察，对岩土地层进行合理的划分，可以有效保证实际工作中的准确、效率。

因此，本文就针对高密度电法在工程勘察中的应用展开浅述。

1高密度电法法系高密度电法兴起与上个世纪80年代，随着科学技术的发展，电极转换器的研发成功，使得数据采集效率不断提高。

与传统的电法相比，高密度电法的信息量更大，可以充分利用实测数据进行反复的分析。

1.1高密度电法的工作原理在实际勘察测量过程中，采用高密度电法最重要的前提就是岩土工程介质中在导电性能方面，存在不同程度的差異。

在使用过程中，高密度电法会通过A 和B两个电极向地下通电，从而建立一个人工电场，通过工作人员对地上M和N的电极测量电位差，然后记录下每个记录点的视电阻率值。

把测量出来的实测视电阻率值输入到电脑中，再经过合理有效的处理和解释后，进行地层的划分。

与其他一般电法不同，高密度电法是一种阵列勘探。

工作原理及工作系统示意详见图1、图2。

1.2高密度电法的主要特点高密度电法就是高密度条件下的电阻法，主要根据岩石和土壤不同的导电性为基础，是一种在施加稳定电流场的前提下，分析和研究地下传导电流分布规律的方法，其测排点距离小。

高密度电法能够进行二维地电断面测量，还可以进行多种电极排列方式的扫描探测，具有点距小、采样密度高的特点；另外，高密度电法的另一个重要特点就是可以采用交叉测量和供电方式，最大限度的提高分辨能力，降低外界因素的干扰。

1.3高密度电法的优势高密度电法需要的成本较低、效率很高，信息采集全面。

高密度电法在水文地质和工程地质中应用摘要：我国的高密度电法勘探技术开始于20世纪30年代，自改革开放以来，随着我国经济的不断发展，科学技术发生了日新月异的变化，新形式的高密度电法探测技术出现后，经过地球物理工作者的不断努力，这项技术被广泛的应用于水文地质与工程地质等领域。

对此，本文通过分析高密度电法的技术方法、原理和对数据的处理，来讨论其在水文地质及工程地质中的应用，以达到促进促进水文地质和工程地质发展的效果。

关键词：高密度电法；水文地质；工程地质高密度电法是在水文地质及工程地质的施工经验和实际勘探中所得出的一种全新的电法勘探技术。

原理是岩土介质导电性的不同，再通过探讨和观察人工所构建的地层其内部稳定的电流长分布形式，用以促进解决一些复杂的地质问题。

这项勘探技术在水文地质和工程地质的应用中显现出了很强的精密性及准确性，使其得到了广泛的应用。

其次，在这种技术的操作过程中，可以对故障的发生和电磁的干扰有所避免。

一、高密度电法简介1、技术原理高密度电法这项技术的原理与电阻率法的技术原理有着异曲同工之处，其唯一的不同之处就在于高密度电法的观测点密度较高，也就是列阵探测法。

这个新兴技术从本质上来说就是在野外工作作业时，要把电极全部都依附在被测物体外表面上，之后运用电测仪和程控电极转换开关获得与其相关的数据类信息。

2、技术方法简介高密度电法其实质为直流电阻率法，这项技术在实际的勘探工作中运用的是低频的电流交流电以实现其供电，它的频率在20~30Hz之间，这两种间的差别主要是在野外作业的方式不同，高密度电法的勘探过程包括手机数据信息以及对信息进行处理。

然而在测量的过程中，各个测点的距离甚至可以小到1~2米，而且还可以进行剖面和深测等工作。

根据这些我们可以得知高密度电法可以获得更加精确更加全面的数据信息。

3、高密度电法优势分析高密度电法这项新兴的技术和以往的电阻率法相比有着如下的几点优势：电极的布置工作可以更加流畅的进行下去，对于电磁干扰以及故障的出现都有一定程度的减缓作用，这有效的提高了其工作效率；在野外进行数据采集的时候，一般都实现了自动化或者半自动化，这可以有效节省一些信息采集所花费的时间，有效弥补了人工操作过程中可能出现的失误；当进行野外作业的时候，我们可以通过多种电极的排列来进行勘探工作，以保证数据信息更加准确、全面；由于技术的进步，使得高密度电法其成像更加的精密准确，目前已实现了三维成像。