2015高密度电法在探测溶洞中的应用_朱云峰

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1、62勘察科学技术2015年第2期高密度电法在探测溶洞中的应用朱云峰王齐仁杨天春邓国文张建张启(湖南科技大学土木工程学院湖南·湘潭411201)提要在岩溶地区进行岩土工程勘察时，尤其要注重岩溶发育情况的探测。该文以某高铁站附近高架桥基桩区域勘探为例，着重介绍了高密度电阻率法在地下溶洞探测中的应用。采用Ｒes2dinv软件进行反演，结合地质及钻探成果进行综合解释，获得了勘探区内溶洞的分布情况，为该高架桥安全施工提供了重要的参考依据。关键词高密度电阻率法地下溶洞最小二乘法Ｒes2dinvApplicationofHighDensityElectricalMethodinDetectingUnd

2、ergroundCavesZhuYunfengWangQirenYangTianchunDengGuowenZhangJianZhangQi(SchoolofCivilEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology)AbstractThekarstdevelopmentdetectionshouldbepayattentionespeciallyingeotechnicalengineeringinvestigationinkarstregion．Takingthepileareaofviaductnearahigh-speedrail

3、waystationforexample，thispaperemphaticallyintroducestheapplicationofhighdensityresistivitymethodindetectingunder-groundcaves．TheＲes2dinvsoftwareisadoptedtoinversion，combinedwiththegeologicalanddrillingre-sultsforcomprehensiveintroduction，thecavedistributioninthisdetectionareaisobtained，anditpro-v

4、idesimportantreferenceforviaductconstructionsafety．Keywordshighdensityresistivitymethod;undergroundcave;leastsquaremethod;Ｒes2dinv电法数据采集系统按不同装置依次进行观测。1引言高密度电法数据采集系统由主机、电极转换器、为保证高速公路、桥梁、大坝等工程的安全建设电极系3部分组成。主机通过电缆发出指令控制多和营运，在选址时就必须查明工程建设区的地下地路电极转换器，多路电极转换器通过多级电缆探测［1，2］质情况，特别是岩溶灾害隐患。对溶洞的探查，各电极间的测量状态与

5、供电状态;主机自动存储数传统的方法是使用钻探技术，该方法不仅成本高并据，然后计算机将数据转换成操作软件要求的数据且存在较大的局限性，对调查区内不良地质体的三格式，再通过由美国GeoTomo公司开发的Ｒes2dinv维特征难以精确掌握，因此，必须借助地球物理勘察反演软件来处理实现二维反演电阻率断面图，在此［4］手段。地下溶洞在充水、充泥和充气时，其电阻率与基础上进行地质解译。周围介质存在较明显的差异，为采用电阻率法勘探3资料处理提供了良好的地质地球物理基础。高密度电阻率法与传统的电阻率法相比，具有成本低、效率高、信息最小二乘法可表示为求最佳模型参数改正值矢丰富、解释方便、勘探能力显著等特点

6、，成为浅部岩量Δm，使下面的目标函数φ极小。［3］22溶勘探的首选方法。φ=‖wd(Δd－AΔm)‖+‖wm(m－mb+Δm)‖(1)2高密度电法的测量方法式中右端第一项为通常的最小二乘方法，第二沿探测目标体走向的垂直方向布置测线，按勘项为先验信息项。探精度要求设定电极距，布置好电极后，再由高密度其中Δd(Δdi=Inρai－Inρci，i=1，2，…，N)为数据矢量，其值等于实测视电阻率的对数值与模拟的作者简介:朱云峰(1989－)，男，硕士研究生，研究方向为工程物探。收稿日期:2014－06－10视电阻率的对数值之差;m(mj=Inρj，j=1，2，…，N)2015年第2期勘察科学技

7、术63为预测模型参数矢量;mb(mbj=Inρbj，j=1，2，…，M)块石土层因填充物等因素电阻率差异较大，难以估Inρci计。致密性较好的石灰岩一般电阻率较高，多在为基本模型参数矢量;A(Aij=)为偏导数(Ja-Inρj2000Ω·m以上。对于溶洞等地质隐患由于其内往cobian)矩阵;wd=diag(1/σ1，1/σ2，…，1/σN)为数往充填泥等低阻物，多呈低阻异常。以上所述表明据的拟方差矩阵;σi为第i个数据的均方误