高密度电法在工程勘察中应用

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1、高密度电法在工程勘察中应用　　摘要：随着社会的不断发展，城市规模的不断扩大，工程建设类别的增多向工程地质的勘察工作提出了更高的要求，传统单一的地质钻探技术已经不能满足当前满足工程的需要。这就要求岩土工程人员跟进时代的发展，不断加强对新技术的研究，在对地下地质条件进行测定时采用多种勘测手法综合勘测，以便能够为设计方提供高质量的勘察资料。基于此，文中笔者就高密度电法的工作原理及岩溶地质进行了简要的阐述，并根据工程实例说出了高密度电法在工程勘察中的应用。关键词：高密度电法、工程勘察、电阻率中图分类号：U469文献标识码：A一、前言7随着我国各大城市规模的不断增大，工程建设作为关系民生的重要项目受到

2、社会各界的密切关注。岩溶是工程建设中最严重的地质现象，但是由于在指定的比较小的范围内，岩溶发育的不稳定性、随机性及隐藏的特点，给区内岩溶的分布及其发育情况的详查带来很大的难题，而仅依靠钻探办法难以达到人们预期的结果。在我国的矿产勘察与项目建设中大部分都采用高密度电法，高密度电法利用岩溶与围岩在电性上普遍存在的差别，能很快的探测出岩溶的各方向生长状况，进而运用合适的办法来防止灾害的产生。笔者通过列举下面的几个运用，证明高密度电法在工程岩溶勘察的桥基和隧道中适用性及准确性。二、工作原理高密度电法是根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法，在岩石的电阻率差异，矿石为基础，通过对电

3、场分布的特点和变化的空间差异的观察和研究，查明地下地质构造和寻找地下非均匀电体的地球物理勘探方法的一类。两种方法在数据采集过程中结合电阻率曲线和电阻率测深观测系统，高密度电阻率的方法，因此，大量的数据收集，对观测数据的准确性，在电异质体的检测取得了良好的地质效果。如图1所示，当地面A2，B2电源的输入电流强度，形成地下稳态电场E，以A2、B2的中点为Ｏ为中心，1／3A2B2长的范围内电场为均匀场，在此范围内安置测量电极M、Ｎ得到电位差ΔＵ，其中ｋ为装置系数，不同的测量装置的装置系数不同，由此可得视电阻率计算公式：图1：高密度电法探测原理示意三、岩溶地质及地球物理特征1、地质特征7岩溶的岩性基

4、本都是碳酸盐岩，常见的有泥灰岩、白云岩、白云质灰岩、以及灰岩等。其上覆地层多为红粘土，很多情况下，基岩可能直接出露或断续出露。同时，岩溶的发育通常与地层变化或地质构造有着密切的联系，受构造带与地层接触带影响，岩溶发育区的岩石节理裂隙一般比较密集，地层比较破碎。2、地球物理特征灰岩、白云岩电阻率通常比较高，一般介于2000～8000Ω·m之间，最高可以达到20000Ω·m，泥灰岩电阻率相对较低些，但一般也大于600Ω·m。随着岩石节理裂隙发育程度、破碎程度、岩溶发育程度的增强，填充物含量增加，电阻率出现急剧下降的趋势，最低可降至100Ω·m以下。这种差异，为利用电阻率法进行岩溶勘察提供了地球物

5、理前提。对于无充填的溶洞，一般认为其电阻率要高于基岩电阻率，然而根据经验，虽然空洞本身电阻率高，但由于溶洞形成和节理裂隙发育、地下水活动等因素有关，再加上溶洞壁上一般存在较厚的钙层及钟乳石等低阻物质，因此，除非是大型、特大型溶洞，大多数空洞由于低阻屏蔽的影响，一般为低阻反应。四、工程应用实例1、工作任务及工区地质地球物理概况7此次物探工作的任务目标是探明某大桥两侧百米范围内的地下地质概况，探明工区内的地下岩溶分布，为后期的民房建筑工程提供安全性评价和建议。工区位于华东地区某地，地形较为平缓，开展高密度电法工作较为便利。工区内的主要地层岩性为泥岩、泥灰岩、泥质砂岩以及钙质泥岩，工区内各介质的电

6、阻率参数如图2所示。图2：工区各介质电阻率参数表从表1中可以看出，工区内具备开展高密度电法勘探的地球物理条件。2、外业施工（1）仪器选择。采用的是重庆奔腾数控技术研究所研发的WDJD-3多功能数字直流激电仪和WDZD-3多路电极转换器。（2）技术参数设置与测线布置。外业工作一共布置了12条测线，其中2条长剖面平行于大桥两侧布设，全长1050m，采用60根电极，5m电极距，α排列。其他测线则横跨大桥底下，每条长300m，采用60根电极，5m电极距，α排列。α排列装置示意图如图3所示。图3：α排列装置示意图3、资料成果解释7通过将所测得的视电阻率经数据格式转换、数据预处理、地形校正、正演和反演计

7、算，最终得到反演成像色谱图。数据处理所使用的是瑞典高密度反演软件Res2dinv，根据各测线探测所得视电阻率原始数据（第一幅剖面图），进行视电阻率模型反演，并将模型数据正演计算后所得出的图形（第二幅剖面图）与原始数据对比得出误差值，如果数据误差不超过15%即为合格反演模型（第三幅剖面图）。图4为某条测线的反演剖面图。图4：侧线1反演剖面图该测线平行于桥墩布设，采用5m电极距，60根电极，南侧为小号电极，北侧为