第五章高密度电法要点
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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。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用高密度电法是一种利用地下电阻率差异来探测地下结构的地球物理勘查方法。
在张家口煤矿采空区勘查中,高密度电法具有独特的优势和广阔的应用前景。
本文将从高密度电法的原理、在煤矿采空区勘查中的应用及前景展望等方面展开论述。
一、高密度电法原理高密度电法是一种以电法勘查为基础的地球物理勘查方法。
它利用地下介质的电阻率差异来探测地下结构,通过电磁场的传播和接收来获取地下情况。
高密度电法勘探时所使用的电流和电极间距都相对较小,因此称之为“高密度电法”。
其原理是通过在地面布设一定数量的电极,通入直流电流,测量地下各点的电位差和电流,根据这些数据来计算地下电阻率分布,从而推断地下构造。
高密度电法通过对地下电阻率差异的探测,能够准确地勘查出地下煤层的位置、厚度、质量等信息。
1. 煤矿采空区的特点张家口地处北方煤炭资源丰富的地区,煤炭开采量大,煤矿采空区也相对较多。
煤矿采空区是指煤矿开采后形成的地下空洞,是一种特殊的地下工程构造,具有比较复杂的地下构造特征。
因为煤矿采空区会造成地表塌陷和地下安全隐患,因此需要对煤矿采空区进行详细的勘查。
2. 高密度电法在煤矿采空区的应用由于高密度电法具有成本低、覆盖面广、分辨率高的优势,因此在煤矿采空区的勘查中得到了广泛的应用。
通过高密度电法勘查,可以对煤矿采空区的地下情况进行详细的了解,包括采空区的大小、位置、形态、状态等信息,为采空区的治理和利用提供必要的数据支持。
在煤矿采空区的高密度电法勘查中,通常采用交错排列的电极布置方式,以更好地提高勘探的分辨率和精度。
还可以通过对不同频率的电流进行勘查,来获取更加丰富的地下信息。
通过对勘查数据的分析和处理,可以准确地绘制出煤矿采空区的地下构造图,为煤矿采空区的治理和开发提供科学的依据。
在具体的应用中,高密度电法可以有效地识别煤矿采空区下方的煤层残缺和煤层破碎带,为深部煤层的开采提供重要的参考信息。
高密度电法还可以对煤矿采空区的地下水文地质情况进行详细的勘查,为采空区的排水和防渗工程提供重要的数据支持。
关于高密度电法在岩溶路基勘察中的应用探析高密度电法(multi-electrode resistivity method),作为一种阵列式电阻率测量方法。
高密度电法这种方法可以有实时处理现场数据,同时还可以快速采集电阻率,这种方法主要是集电测深和电剖面为一体的,主要采用高密度布点,从而对二维面点断面测量,该法为我们所提供的信息量大、数据量多,而且还具有速度快,观测精度高等特点,是现阶段岩溶勘察最佳的方法之一。
为此,笔者根据自己的工作经验,对高密度电法在岩溶路基勘察中的应用进行了深入的探究。
标签:高密度电法;岩溶路基勘察;应用一、高密度电法工作原理这种方式是地下介质间的导电性差异,高密度电法同常规电阻率法相似,这种方法(具体如图一)通过A、B电极向地下供电流I,之后在有效的获取再M、N极间测量电位差△V,从而有效地得到M、N点间的视电阻率值。
高密度电法这种方法根据实测的视电阻率剖面,进行科学的分析和计算,通过这种科学合理的方式,最终有效底获取地层中的电阻率分布情况,这样一来,相关工作人员,就可以划分地层,从而更好地确定异常地层[1]。
二、高密度电法应用实例(一)分析场地工程地质概况场地主要位于广西西南部,呈东南至西北带状展布于整个西南部,场地所处地形向华南丘陵盆地过渡的云贵高原西南端,地势起伏比较大,具有诸多山顶岩石裸露,为水稻为主要种植作物。
工作人员通过对现场工程地质调查和钻探揭,发现场区地层主要是有下伏石炭系灰岩、白云质灰岩、第四系残坡积土以及白云岩等组成的。
在调查的过程中,发现地表因为含水量的不同,因此,视电阻率在50-500m范围内变化,同时还发现白云岩以及灰岩的视电阻率值l000-4500m范围内,溶洞的视电阻率和岩溶发育区的值在350-1300m范围之内,这样一来,就为接下来的高密度电法工作提供必要的物理条件。
(二)分析野外工作具体方法我们根据相关理论以野外试验结果,在本次勘察过程当中,采用六十多种电极组合的温纳装置进行科学合理测量,所测的点距3-5m,具体排列长度在180-360m,范围内,相关工作人员,将野外所测量数据有效地上传到计算当中,进而对相关数据进行处理,以便更好地做出相应的推断解释,为进一步确保相关数据的真实可靠性,还对一些突变点或是异常点进行重复检查。
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。
高密度电法勘探的装置选择和资料解释1 概况高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃,同时使得资料的可利用信息大为丰富,使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。
但高密度电法其核心只是实现了野外测量数据的快速、自动和智能化采集,它的工作实质依然是常规电法勘探原理,所以说它只是一种基于老原理的采集手段的提高,它并未脱离直流电法的框架,并算不得是一门全新的勘探方法。
但是,由于其采集密度的增大、排列装置的甑多,为传统电法带来了新的活力,同时也为技术处理带来了新的课题。
高密度电法勘探的装置选择、资料解释是两个关键环节。
排列装置选择得合适与否,直接关系到是否测试出探测目的所反映出的异常。
资料解释则是探测目的最终反映和探测效果最直接表达。
2 装置的选择选择哪种装置取决于场地大小、地形起伏、探测任务以及探测精度等因素。
2.1 场地因素如果场地开阔,一般都使用四极装置(α、α2),因为该方法会获得最大的测量电位。
这对于节省外接电源,减少供电电压,特别是压制干扰,增强有效信号,有着重要的意义。
如果场地不允许,那么最好使用三极装置(AMN、MNB),三极装置比四极装置将节省一半的场地。
2.2 地形因素高密度电法勘探应尽力避免地形的起伏,然而事实常难随人意,这时候就得考虑哪种装置受地形的影响最小。
在众多装置中,偶极装置受地形影响最为剧烈,它本身的电测曲线就已经复杂,如果加上地形的因素,其电测剖面形态会变得很难辨别。
其次是三极装置,该装置遇到山谷或山脊时电测曲线会出现多个峰值,并且AMN和MNB两个装置的反映程度不均衡,故而判别起来困难较大。
相对而言,四级装置受地形的影响较小,电测剖面形态比较好判断。
2.3 2.3 探测精度因素掌握探测精度(灵敏度)与装置的关系,是高密度电法中很重要的环节,也是众说纷纭,很难形成一个定论的问题。
根据《高密度电法探测岩溶试验》结果,β装置灵敏度最高,γ次之,α最次,而据中国地质大学罗延钟教授研究,不等距偶极最灵敏,β次之,α再次之,γ最次,许多生产单位只单纯使用α一种装置。
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。
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。
高密度电法数据采集和资料处理一、实验目的1.学习高密度电阻率法数据采集工作方法;2.深刻理解高密度电法的基本工作原理;3.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层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. 高密度电阻率法的原理是地下介质间的导电性差异. 和常规电阻率法一样它通过A 、B 电极向地下供电流I ,然后在M 、N 极间测量电位差Δ V ,从而可求得该点M 、N 之间的视电阻率值进行计算、分析,便可获得地层中的电阻率分布情况,从而可以划分地层,确定异常地层等.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。
(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。
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。
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。
A'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。
高密度电法在水库断层勘察中的应用高密度电法野外作业时间短,采集数据信息量大,数据处理结果以图像形式表现直观,易于解释,是工程地质灾害勘察中行之有效手段之一。
本文分析了高密度电法基本原理、工作内容和重要问题,并重点探讨了高密度电法在水库断层勘察中应用。
标签:高密度电法水库断层勘察1高密度电法基本原理和工作内容1.1基本原理高密度电法是常规电阻率法一个变种,就其原理而言,与常规电阻率法完全相同,仍然以岩、土的电性差异为基础,通过观测和研究人工建立地下稳定电场分布规律来解决矿产资源、环境和工程地质问题。
当人工向地下加载直流电流时,在地表利用相应仪器观测其电场分布,研究在施加电场作用下,地层中传导电流分布规律,求解其电场分布时,在理论上一般采用解析法,其电场分布满足式(1)偏微分方程:式中:x0,y0,z0为电场点坐标;x1,y1,z1为源点坐标。
当x0≠x1,y0≠y1,z0≠z1时,即只考虑无源空间时,上式变为拉普拉斯方程:v2U=0。
但在复杂条件下,无法求得拉普拉斯方程的解析解,因此主要采用各种数值模拟方法。
例如:二维地电模型使用点源二维有限元法,三维地电模型则使用有限差分法等来解决上述问题。
高密度电阻率法在工作时与常规电阻率方法在原理是一样的,电阻率求取通过给AB极供电I,利用MN测量电位差ΔV而获得。
实际中,通过式(2)求得测点x处的视电阻率值。
ρs=(ΔV/I)×K (2)1.2工作方法高密度电法在上世纪80年代已经得到了应用,其工作方法相对来说已发展较成熟了,但在一些问题上还是仁者见仁智者见智,如高密度电法深度问题,装置选取问题等,以下是笔者在实际工作中总结的一点经验。
1.2.1勘探深度确定高密度电法勘探深度与地下介质电阻率和结构都有关系,因为这两者都是影响电流流动十分重要因素,因此进行高密度电法反演是十分必要的工作,另外在进行视电阻率成图时可根据钻孔对比进行适当调整,在事先设计采集数据层数时,为保险起见,建议以1/6AB设计,即勘探能够达到最大深度应为最大供电电极间距1/6。