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1、高密度电阻率法在风化岩地基勘察中应用 【摘要】本文首先分析了高密度电阻率法的基本原理及发展概况，进而结合具体的风化岩地基勘察实例详细分析了如何来进行剖面解释、结果验证及方案优化，最后分析了高密度电阻率法施工的一些要点，以期能够提高高密度电阻率法的使用效果。【关键词】高密度电阻率法；风化岩地基；勘察中图分类号：D918.4文献标识码：A一、前言在风化岩地质的勘察过程中，高密度电阻率法具有较好的勘察效果，因此，在风化岩地质勘察中使用高密度电阻率法非常有必要，是保证勘察结构准确可靠的有效途径。二、高密度电阻率法的基
2、本原理及发展概况1、基本原理高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同，不同的是在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时只需将全部电极布置在一定间隔的测点上进行观测。由于使用电极数量多，而且电极之间可以自由组合，这样可以提供更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。7与常规电法相比，高密度电法的优点表现在很多方面，其能够减少因电极设置引起的干扰和测量误差；还能够有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得丰富的地质信息；自动化的数据采集，不仅提高了速度，还避免了由于人工操作所引起的误差
3、和失误；可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，大大提高了电阻率法的智能化程度。利用高密度电法开展地质矿产勘探工作，具有非常好的效果。2、发展概况高密度电法是直流高密度电阻率法，由于从中发展出直流激发极化法，因此称之为高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量将全部电极放置测量点上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪就能实现数据的快速自动采集。当测量结果送入微机后，还可以对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。高密度电阻率勘探技术的运用于发展，提高了电法勘探的智能化程度。早在
4、20世纪70年代就有相关的学者利用阵列电探的思想设计最初模式的高密度电法。80年代，日本借助电极转换实现了野外高密度电阻率法的数据采集，由于其整体的设计不够完善，这套设备没有完全发挥其明显的优势。780年代后期，我国地质矿产部系统率先开展高密度电阻率法及其应用技术研究，从理论结合实际的方向，逐步完善了基础理论及相关的方法和技术问题。近年来，高密度方法在众多工程地质勘探领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。三、工程概况阿尔及利亚某炼油厂是中国在海外投资建设的一个重大炼油项目,根据区域资料和初步勘查报告,该
5、场地在钻孔揭示的深度范围内主要为不同风化程度的风化白云质灰岩、砂岩和泥质砂岩或泥岩。风化白云质灰岩厚度相对较薄,一般为2~5m左右,局部较厚,水平方向上厚度变化较大,且与下伏砂岩接触带有溶蚀现象。下伏砂岩虽然在深度方向上厚度很大且沿水平方向上分布稳定,但由于其胶结物的差异具有明显隔层风化的特点,从而使得场区地层复杂化。因此评价场区基岩在水平方向上和竖直方向上的风化均匀程度及空间分布状况是详勘阶段需要解决的主要问题,根据5岩土工程勘察规范6(50021)2001)对这类地层的勘探点布置要求,需要布置大量勘探孔,这
6、将势必增加勘察成本。基于此,笔者采用高密度电阻率法与其它传统手段相结合进行勘察方案的优化,试图降低勘察成本并提高勘察的精度。四、剖面解释、结果验证及方案优化场区实测的两类典型视电阻率剖面见图1、图2。实测剖面组合后的三维立体图见图3。现解释如下。图1DF4高密度电法剖面(SON)7图2DF8高密度电法剖面(WOE)图3三维立体图从图1的DF4号剖面看,根据视电阻率的明显差异,可将剖面分为三个区。I区:水平方向距离约0~230m、深度3~20m的范围,视电阻率值主要在900~13008#m之间；II区:水平方向距
7、离约230~340m、深度4~25m的范围,视电阻率值主要在450~8008#m之间；III区:水平方向距离约340~550m、深度3~25m的范围,视电阻率值主要在200~4008#m之间。这说明了三个区域的地层导电性差别很大,其原因可能是地层的矿物成分、地下水位、结构构造、风化程度、岩性等存在明显差异造成的,经该剖面上的47号、65号和102号钻孔揭示的结果验证(见图4),电阻率高的I区主要是完整性较好的白云质灰岩且厚度较大；II区的白云质灰岩厚度相对较薄,电阻率主要受下部中-强风化的砂岩控制因而较I区低；
8、III区尽管也存在一定厚度的白云质灰岩,但其电阻率主要受下部中风化的泥岩和强风化的泥质砂岩控制,电阻率值更低。而DF8号剖面所反映的视电阻率具有III区的特征,将其划为III区的范围。这说明了电阻率值的差异主要是由于基岩岩性不同且存在不同发育程度的结构面,即电阻率值的变化反映了岩体的结构特征和风化变化规律。7基于钻探与电阻率法的结果间存在良好的相互印证关系,笔者认为,可根据视电阻率所反
