岩溶区公路勘察之高密度电法应用效果研究

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1、岩溶区公路勘察之高密度电法应用效果研究第1章绪论1.1研究背景和研究意义随着我国西部大开发的战略构想的实施，西部地区迎来了一次大发展的历史机遇。目前，西部地区的交通灘建设相对滞后，严重制约了该地区的对外开放和经济发展，潜在优势得不到充分发挥。西部地区运输方式以公路运输为主，公路运输的重要性就不言而喻，所以西部开发，公路先行然而，资料表明，辣岩溶地区的面积约占内陆地面积的12%，它们大部分分布在资源丰富、人口稠密的地区。我国岩溶分布又十分广泛，岩溶区面积可达334万km2，约占国土面积的1/3，主要分布在云、贵、

2、桂等西部地区。其中广西、贵州、云南、川东、鄂西、湘西暖溶地质发育连成一片，面积达56万km2。因此西部地区大量在建和规划中的高速公路不可避免穿越岩溶发育区，岩溶地质问题已成为西部岩溶地区公路建设面临的主要地质问题[7]。隐伏岩溶区岩溶的发育可能引发岩溶塌陷问题，严重影响了公路建设和安全运营，危及人们的生命财产安全，造成巨大经济损失。因此，在岩溶地区公路建设中，对隐伏岩溶地区的路基勘察就显得尤为觀。岩溶大多赋存于复杂地层中，具有埋深不同，分布不规律等特点，以往传统的方法是钻取芯，该方法虽比较直观，但具破坏性，只能

3、以点代面，无法准确确定溶洞的形态和分布范围，施工周期长，费时费力。因此，在岩溶地区的公路建设中，必须找到行之有效的溶洞勘察方法技术，其探测结果可指导公路建设中岩溶病害的处理，确保公路质量。.1.2国内外高密度电阻率法应用领域及其现状高密度电阻率法勘探的起源可以追溯到20世纪70年代末，科学研究者发现了传统电法的弊端，因此，萌芽并产生了阵列电法勘探的思想，随后，英国研究者率先研制出了电测深装置，该装置是高密度电阻率法的最初模式；直到20世纪80年代中期，日本地质计测株式会社借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法勘

4、探的数据采集，由于技术条件的限制，该设备并不完善，没有充分发挥高密度电阻率法的优越性，此时，高密度电阻率法勘探技术已经基本形成。随后，世界上多个国家的物理勘探学者，尤其是瑞典、英国、美国、捷克斯洛伐意大利、加拿大、法国、中国等，均展幵了高密度电阻率法理论及其应用技术的研究，通过理论结合实际，进一步探讨并完善了该方法的理论及有关技术问题，这一时期研制出了多种类型的高密度电阻率法勘探仪器，出现几个跨越式的发展阶段。随着高密度电阻率法理论的不断深入和丰富，应用领域也不断拓展。近几年，国外高密度电阻率法仪器发展很快。例

5、如，瑞典的ABEM公司、美国的AGI公司、日本的OYO公司、法国的IRIS公司。大多数仪器的电法仪与电极转换开关是分幵设置的。美国AGI公司出品的一款新仪器将电法仪主机与电极转换开关单元结合在一超气国内已有不少利研单位对该方法的理论和方法技术展开研究工作，成功研出了几套仪备。工程电测仪+机械式电极转换开关+多芯电缆+电极，这是最早的做法。现今，国内高密度电法仪电极转换开关研制已取得显著成绩，研制出了机械式、电子式、分布智能式等多种形式的装备，国内研制的多道并行分布式高密度电法系统已步入国际先进水平的行列。第2章

6、高密度电阻率法的基本原理2.1电阻率法的基本原理电阻率法是以地下岩石（或矿石）的导电性差异为物理基础，通过观测和研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律从而达到找矿或解决某些地质问题的电法勘探分支方法。电阻率是描述物质导电性优劣的电性参数，某种物质的电阻率实际上是电流通a由该物质所组成的边长为Im的立方体时所表现出的电阻值。其单位釆用欧姆?米表示（或f>m)。设地面水平大地电阻率是均匀的。为测量均匀大地电阻率值，原则上可以采用任意形式的电极排列来进行，即在地表任意两点A、B供.然后在任意两点M、N来测量其间

7、的电位差，根据(2-1)和（2-2)式便可求出M、N两点的电位。2.2高密度电阻率法基本原理高密度电阻率法的原理与常规电阻率法相同，是基于多种排列的常规电阻率法与资料反演处理相结合的综合方法。测线电极布置一次性完成，同一条多芯电缆上布置的多个电极由高密度电阻率法测量系统进行控制，使其能够自动完成多个垂向测深或多个水平不同深度的探测断面，可以同时反映地下介质横向和纵向的电阻率变化规律，具备电测深与电剖面的综合勘探能力。由于坐标的限制，解析法能够计算的地电觀非常有限。在研究复杂地电结构的异常反应时,还各种数值觀方法

8、,如有法、補单碰、积分方程法、边界元綠由高密度电阻率法理论基础可知岩溶与围岩在电m：普遍存在差异为其在探测溶洞的細撤了麟物理讓。高密度电阻率法工作流程包括野外数据信息采集和室内资料处理两部分。野外数据信息采集时，需同时布设数十根至上百根电极，用一个多路电极转换器相连接；进行测量时，通过高密度电阻率法测量主机预先设置的，由多路电极转换开关按照主机指令控制各个电极的连通与断开，实现了测量装