高密度电阻率法在岩溶勘察中的应用-论文.pdf

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1、高密度电阻率法在岩溶勘察中的应用陈斌文隋玉明曾务农(江西省交通设计院南昌330002)摘要：时在灰岩、白云岩区进行高密电阻率法葛躺地球物理特征进行了分析，提出进行高密度电阻率勘察良好地球物理前提是灰岩、岩溶、落水洞等明显的电性差异；分析了在对资料进行戍呆解释时应注意定l哇解释和定量解释两种解释方法，以便准确电哥翩，I地下岩溶等不地贾体，并通．过2个工程实例对高密度电阻率在灰岩区进行岩溶》察的效果进行分析。关键词：岩土工程；高密度电阻率法；岩i罄灰岩；地球物理特l征应用解稳恒点电源电流场的边值问题。在已知的电阻率0前言P分布的求解区域中建立相应的微分方程和边界随着我省高等级公路

2、的迅速发展，公路并不局条件，确立未知的电位函数u(x，Y，z)及其变换函限于在平原地区和岗阜地貌区那种简单地层条件下数u(x，，z)，使其在已知电介质区域内满足相应修建，大部分公路均通过山区地形条件较为复杂地段，如山间、河谷及盆地等。而各种类型的岩溶地的微分方程和边值条件。对于点源分布域内均匀介貌及岩溶现象广泛分布于山间、河谷、盆地之中，质，它们满足泊松方程或亥姆霍兹方程：岩溶作为一种典型的不良地质象对高速公路及桥梁VUo(，Y，z)=B0造成的危害越来越明显的凸显出来。因此，在公路工程勘察阶段，对岩溶勘察的要求也越来越高。但V(，，z)一(，，z)：／2是，由于岩溶发育的不

3、确定性及隐蔽性，岩溶勘察的难度非常大，仅靠钻探手段已经很难达到要求。一方面，钻孔的布设存在一定的盲目性，局部岩溶。(，y，z)=(，，z)c。s()发育地段可能会被遗漏：另一方面，发现有岩溶分Bo=一2Ipa(M—A)布的地段，也很难探明其规模、形态及分布规律。因此要详细勘察出灰岩区内岩溶等不良地质体的式中：I一供电电流；纵、横向发育情况，仅靠钻探方法是很以达到理想M_观测点坐标；的效果且投入很大，在很大程度上依赖于物探方法A一供电点坐标；来解决。一空间波数。高密度电阻率法作为一种新发展起来的电阻率当只考虑无源域时，u。(X，Y，Z)满足拉普拉斯方方法，它集电剖面和电测深于一

4、体，采用高密度布程：U。=0。求解该方程，实际上就是寻找一个点进行二维地电测量，提供的数据量大，信息多，和方程描述的物理过程诸因素有关的场函数。一般且观测精度高，速度快，探测的深度大且灵活。本来说，在复杂的地电结构分布中，我们采用数值模人对高密度电阻率法的工作方法、原理及解释方法拟方法，如边界单元法、有限单元法等。作了分析，并通过对其在岩溶发育区进行勘察的几1．2工作方法个工程实例进行了效果分析，得出采用高密度电阻高密度电阻率法的野外工作，是将全部电极按率法进行岩溶勘察是非常明显有效的。一定等间距(最小极距a)沿测线一次性布设完毕，1高密度电阻率法的工作原理然后通过多芯专用电

5、缆将电极连接到多路电极转换1．1基本原理器上，测量讯号由电极转换开关送入多功能直流电高密度电阻率法的基本原理与传统电阻率法相测仪。处理时通过电测仪与微机的通讯，将采集的同，它也是以岩土体的导电性差异为基础，通过观数据回放到微机中，进而实施对原始数据的各种处测和研究人工建立的地中稳定电流分布规律，解决理，并将结果用色谱图直观清晰地表示出来。高密水文、环境与工程地质问题。高密度电阻率法的正度电阻率法的电极排列有温纳、偶极、微分、联合演问题就是传导类电阻率法的正演问题，也就是求剖面、三极滚动测量等l4种测量装置，其勘探系统示意图见图i：低阻异常，落水洞和岩溶竖井一般为直立或倾斜型测

6、点2带状低阻异常，而溶洞则为封闭的或是深部的低阻：：：圭竽三异常或高阻异常。同时应该看到，任何岩溶现象都!卷：!：!．⋯．．⋯。．。．。。．不会孤立存在，而通常是相互关联的，比如落水洞：-：’；’’‘t·。·3’·。．’．’‘．‘’．’’·‘·．‘一‘．’．’‘．’．‘局部的水平溶蚀就会形成溶洞。因此，对于工作中：：：．．．‘．‘，‘．’，‘_。‘‘‘’发现的异常，不能机械地进行“一对一”的解释。IcI～供电电报^、Pl一测量电报^一隔X敛3资料成果解释图1高密度电阻率法勘探系统示意图3．1定性解释2地球物理特征在电阻率成像剖面图绘制完成后，即可在剖面2．1电性特征上圈出异常

7、区和正常区。如上所述，我们研究岩溶，灰岩、白云岩电阻率通常较高，一般在2000Qm主要是研究低阻异常。所以一但发现低阻异常出现-8000Qm之间，最高可达20000Qm，泥灰岩电阻率时，就应该对其加以分析、鉴别和解释，以便将非相对较低，但一般也大于600QIll。随着岩石节理裂岩溶所致的低阻异常加以排除。在此过程中，必须隙发育程度、破碎程度、岩溶发育程度的增强，填进行认真的地质调查和研究，在有钻孔资料的情况充物含量的增加，电阻率呈急剧下降趋势，最低可下，应该仔细对照钻孔资料。如果发现非常明显的降至i00