高密度电法在工程勘察中的应用研究

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1、高密度电法在工程勘察中的应用研究摘要：本文阐述了高密度电法的工作原理、方法，并用几个工程实例，说明高密度电法结合已有地质资料的综合解释方法，在探查覆盖层厚度、断层、溶洞、采空区和破碎带等方面均可取得较好的效果。　　关键词：高密度电法；断层；溶洞；采空区；破碎带；综合解释方法　　前言　　在工程勘察实践，特别是在对尾矿库、渣库等一些具有高边坡的工程勘察中，探查覆盖层厚度、断层、溶洞、采空区和破碎带是会经常遇到的，传统的钻探、工程地质调查等方法，如能配上越来越成熟的物探方法，无疑等于如虎添翼，这类物探方法很多，如浅层地震、电阻率法、EH4、地质雷达和瞬变电

2、磁法等，而高密度电法就是该类物探方法中最常用的方法之一，它具有成本低、效率高、测试简便等优点，而在应用效果上，它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、能直接反映基岩起伏状态等优点.高密度电法测量的二维地电断面能较直观地反映基岩界线和基岩构造，能够了解与围岩存在电性差异的断裂构造的发育情况，圈定采空区和破碎带的范围等　　1地球物理特征　　该方法的应用条件，被探查的物质必须有电阻率差异，如土层的电阻率比完整基岩的电阻率低，破碎岩体的电阻率比完整岩体的电阻率低，充填粘土的溶洞电阻率低，空洞的电阻率高等。　　2高密度电法　　2.1方法原理

3、　　将直流电通过接地电极A、B供入地下，形成稳定的人工电场，在该电场内适当距离的M、N两点上观测这两点间的电位差和电流强度，获得该电场内测点处介质的电阻率。固定供电极距，可在地表观测某测线上水平方向的电阻率变化情况，从而可了解地层的某一深度介质的电阻率横向变化的情况，改变供电极距，可了解不同深度介质的电阻率变化情况。高密度电法通过对位于同一测线上的大量电极的计算机控制转换测量，使工作效率及测量精度大大提高。在与探测对象走向垂直的方向上布置测线，测线上安装多根电级，根据不同的方法及装置对电极的需求用程控多路电极转换器进行切换，测出测线各位置在各深度上的

4、电阻率。　　温纳装置（如图2），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，得到第一条剖面线；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；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。　　2.2仪器性能　　按规范要求保管、标定和领用仪器，确保仪器完好。　　2.3野外工作方法　　在工作以前，先了解场地的区域地质，场地地质的初步资料，做到心中有数，甚至那里会出现异常，心中要有个估计，工作前不做谋划，一到工地就测，是很难取得好效果的。　　（1）测线布置：按任务要求布线，一般测线与构造走向垂直。

5、　　（2）工作参数的选择：按任务要求决定点距，线距和供电电压等。　　（3）测点观测：将所用电极按设计极距按不同测线长度一个排列一个排列布设完毕，然后操作仪器进行该剖面的数据采集工作，整个野外工作按规范的要求进行。　　在现场工作中，随时观察测试数据，发现异常数据或不合理数据，立即进行复测，保证野外采集数据的正确性。　　2.4资料整理　　首先将智能数控高密度电法记录的数据输入计算机，用专用软件对数据进行不同格式的转换，然后对所测数据进行预处理，将由干扰引起的畸变点数据进行剔除或圆滑处理，可根据需要绘出各条断面的视电阻率等值线图。　　然后对预处理后的电阻率

6、二维断面进行反演，得到电阻率模型，通过对模型进行正演，再与实测断面图对比，不断的修改模型并将正演曲线与实测曲线对比，直到模型的正演断面曲线与实测断面曲线拟合到一定的精度以内，可得到较符合实际情况的模型的电阻率数据。此即可作为该岩（或土）层的实际电阻率值。　　将较符合实际情况的模型的电阻率数据、测线地表高程数据用surfer软件进行插值处理做出电阻率断面图，并转到CAD平台上，便于结合地质条件对电法数据进行物探地质解释，然后做出解释剖面图。　　2.5地质解译　　对高密度电法资料整理最后成果（视）电阻率断面图进行物探地质解释是很重要的一环，它关系到能否将

7、电法野外成果正确地用地质语言表达出来，可以比喻成足球比赛中的临门一脚，由于物探其特有的多解性（如同样是低阻异常，在岩体中，可以是破碎，也可以是风化程度不同等各种因素），它要求解释人员不但要有扎实的物探基础理论，而且还要掌握场地全面的地质资料，包括区域地质资料和场地地质资料，可以说，哪个物探人员掌握的地质资料越多，与物探资料结合得越好，他的解释成果就越接近实际的地质情况。　　2.6工程应用　　在尾矿（渣）库的勘察中，高密度电法通常应用于：　　（1）查覆盖层的厚度；　　（2）探查断层位置，大小、延伸方向和大致的倾向倾角；　　（3）探查土洞、溶洞的位置及发

8、育方向等；　　（4）采空区探测；　　（5）圈定地层岩性边界；　　（6）尾矿（渣）库库区和堤坝渗漏情况；　　（