地下金属管线探查的电性条件分析

《地下金属管线探查的电性条件分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、110苗字宽：地下金属管线探查的电性务件分析地下金属管线探查的电性条件分析苗宇宽(河北天元地理信息科技丁程有限公司。河北j河065201)摘要：本文介绍了地下管线探查的电磁法原理。阐述了地下管线周围介质电阻率的影响因素，提出了压制周围介质影响的管线探查方法。关键词：电磁法；电阻率；影响因素；探查方法地下管线探查是地下管线普查工作的关键工序．它主要利用电磁法进行探查．是以地下管线与周围介质的导电性和导磁性差异为主要物性基础．根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间和时间分布规律．从而达到寻找金属地下管线的目的。众所周知．金属管线相

2、对周围介质为低阻高磁导率．周围介质相对金属管线为高阻低导磁率．这是电磁法探测金属管线的物性前提。但我国地域辽阔，各城市地质、地球物理条件、地下水位等不一，沿海和内陆城市差异较大．这样在地下管线探查中必须根据不同城市、不同物性条件选择有效的工作方法以确保探查质量．提高探查效果和工作效率。周围介质的磁性变化相对较小．导磁率的影响可不作考虑。下面就地下介质的导电性即电阻率对地下金属管线探查的影响作初步探讨。l地下管线探查的电磁法原理地下管线探查是应用频率域电磁法．发射机给发射线圈供以谐变电流I，=I。oe泌，在其周围建立谐变磁场即

3、一次场。Hl=H10e¨地下管线在谐变磁场的激励下．产生谐变电流．带谐变电流的管线在其周围又形成谐变磁场即二次场。H2=MI。Gf兰+i羔l＼R+∞LR+∞L／电磁法探查地下管线时．一般通过观测二次场的变化来确定地下管线的平面位置和埋深的。从电磁感应原理看．地下管线在一次场的激发下。产生涡旋电流；地下介质也会产生涡旋电流，且在周围介质一金属管线一周围介质这个回路中也会有感应电流形成。这些电流在其周围均产生二次电磁场。地面接收到的异常场是这些电磁场的综合反映。管线探查中周围介质引起的电磁场作为背景场．属于干扰因素．应设法消除或

4、压制它，因而周围介质的性质及其引起的电磁场也是值得关注的。地下管线探查中．假定地表下空间为均匀半空间．均匀半空间的背景电磁场是前述周围介质的二次电磁场与场源一次场的总和。在分析地下管线电磁异常时．往往把管线周围介质理想化为高阻，但实际上，在很多地区(如滨海地区)管线周围介质为低阻。当周围介质为高阻时．金属管线与周围介质的电性差异明显即p<

5、围介质的电性差异较小flPp与po相差较小，管线及其周围介质的电流密度与周围介质的电流密度相差较小，金属管线形成的异常相对周围介质的背景H①／，，一＼、／夕一、心、。园①P与Po差异较大②P与Po差异较小>X苗宇宽：地下金属管线探查的电性条件分析电磁场(相对较高)差异较小，异常幅值较低，有用异常信号较弱且不稳定。地下管线的定位和定深相对困难(见图)。2介质电阻率的影响因素前述可知．金属管线与介质电阻率差异大小是能否取得地下管线探查效果、确保探查质量的重要前提条件。金属管线的电阻率变化不大，电阻率p一般为10-3-10；周围介

6、质的电阻率变化范围较大见表1。常见介质的电阻率值(单位rim)表1介质电阻率(p)介质电阻率(p)砾石、碎石2000粘土100覆盖层10～lOoo河水10一loo含水黄砂500海水O．1～IO沙七300咸水O．1-l含砂粘土250潜水

7、＼砂质粘土r爹y＼＼一＼10含水量地下管线周围介质主要为第四季沉积地层．包括杂填土、素填土、粉土、粉质黏土、黏土、砂土、淤泥、沙砾石等。这些第四季沉积物的含水量、矿化度等不同，电阻率变化

8、也较大。b．地下水位及介质的含水量影响地下水位及介质的含水量对介质的电阻率影响较大，地下水位、含水量越高，导电性能越好，电阻率越小；反之，导电性能越差，电阻率越高。右图为含水量对砂和砂质粘土的土壤电阻率的影响曲线．上图中土壤电阻率的单位为l'lm。含水量的单位为％。由图可以看到。砂质黏土当含水量达到15～20％以上时。电阻率下降很少，当含水量小于15％时，电阻率变化较大。c．矿化度及其含量的影响裹2蕊15—2525-3535—lo4ID一50(砂砾石)(粗中砂)(细粉砂)(枯土、砂牯土)l150一7575-3040k3525

9、—2029m_4545-1824一1515一12360一3030—1216一lOlo-8530—1515-68-55—4lO18—99—3．64．8—33-3．2表2为不同孔隙度地层饱含不同矿化度的地下水时的电阻率实测结果由表2可知。土壤的矿化度及其含量越高．其电阻率越低，导电性越好，反之