介绍两种实用的直流电法探测技术_电源

介绍两种实用的直流电法探测技术

点击数：7412 次录入时间：03-04 12:00:35 整理：http://www.55dianzi.com 电源

摘要：文中介绍了三维直流电法测试技术和岩土体电阻率测试技术的现场施工、资料处理及其解释的技术路线，据试验结果来看在城市建设和水利电力工程勘测中具有广泛的前景。

关键词：地球物理勘探实用测试技术三维直流电法岩土体电阻率

1 前言

物探——地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质的一种物理勘探方法。

按照勘探对象的不同，物探技术又分为三大分支，即石油物探、固体矿物探和水工环物探（简称工程物探），我们使用的为工程物探。

工程物探技术方法门类众多，它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同，随着技术的进步，物探技术的日趋成熟，而且新的方法技术不断涌现，几年前还认为无法解决的问题，几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科，它又是城市建设和水利电力岩土工程勘察的重要方法之一，在某种程度上讲，它的应用与发展已成为衡量地质勘察化水平的重要标志。

下面介绍两种实用的直流电法勘探技术——三维直流电法探测技术和岩土体电阻率测试技术，供广大物探同仁工作时。

2 三维直流电法探测技术

　　三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，但野外测试工作量较大，是以“时间换取空间上的高分辨率”。把它应用到工程与环境地球物理勘探中，不失为一种较理想的方法。三维直流电法勘探施工采取一次布极，多极距测量技术，通常采用的装置形式有两极装置、单极——偶极装置和偶极——偶极装置等。

　　本文主要介绍两极装置形式，把供电电极Ｂ和测量电极Ｎ置于无穷远处，在勘探区域布置m条测线，每条测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可满足勘探要求。外业工作时将m×n个电极一次布置完毕（详见图1），其中单一测点（电极）的编号为a_ij（i=1，2，3……m；j=1，2，3……n）。

对于两极装置，上OB=∞，ON=∞，视电阻率公式为：

式中：ρ_s—视电祖率(Ω·m)；r_AM—供电电极A与测量电极M之间的距离(m)；U_A^M—测量电极M的观测电位(mV)；I—供电电极A的电流强度(mA)。

　　外业施工过程为：选择a₁₁点为供电点，逐点测量a₁₂，a₁₃，a₁₄，…，a_1j，…，a_1n各点的电位和供电电流强度，代入(1)式可求得各测量点的视电阻率值。然后再以a₁₂点为供电点，逐点测量a₁₃，a₁₄，a₁₅，…，a_1j，…，a_1n各点的电位和供电电流强度，依此类推，直到供电点移到a_1n-1点为止，即完成其中一条测线a_1j的测试任务。其它测线a_2j、a_3j、a_4j……a_mj的电位和供电电流强度测试按照上述方法和顺序进行，便可获得全测区内各测点不同电极距的视电阻率参数。

　　资料处理与解释主要目的是便于研究勘查区内地电异常体的空间赋存和变化特征。一般程序为：由外业观测数据分别绘制极距d=D，2D，3D，4D，5D，6D……米的视电阻率水平切片，再把它们按对应的水平位置并依电极距大小叠放在一起便可形成倒梯形的三维视电阻率图，据此进行推断解释。根据试验研究和工程实测结果得出：该法的勘探深度一般为(0.6～0.8)d。

　　图2为⑶在城市工程勘查中的应用实例：该测区由于地下人防工程充水、坍塌而呈现低阻电性特征。图2⑴可以看出NE—SW向有一低阻条带，根据本区地质特征和钻孔资料可知，低阻带为地下人防工程上部反映，埋深在1.4～1.6ｍ左右，图右下角的高阻为墙基造成；图2⑵因完全充水，低阻带电阻率较d=2ｍ时低，埋深应在2.8～3.0ｍ左右；图2⑶的等值线形态与图2⑵基本一致，为人防工程的完全充水部分，深度在4.2～4.4ｍ左右；图2⑷为人防工程基底反映，深度在5.6～6.0ｍ左右。据以上，人防工程平面位置为图2⑴虚线圈定区域，人防工程呈NE—SW走向贯穿勘探区域，深度在2～6ｍ左右。据报道该测区解释成果经开挖验证完全符合客观实际。