《高密度电法勘探》PPT课件

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1、高密度电法及其在工程与环境中的应用华北水利水电学院地 球 物 理 勘 探 是 一 种 重 要 的 工 程 物 探 方 法 以 地 下 岩 土 介 质 的 电 性 差 异 为 基 础 主 要 是 观 测 研 究 人 工 建 立 的 地 下 稳 定 电 流 场 的 分 布 规 律 主 要 用 于 水 文 、 工 程 和 环 境 地 质 调 查 1 高 密 度 电 法 及 其 在 工 程 与 环 境 中 的 应 用1. 1 高密度电阻率法概述 1 高 密 度 电 法 及 其 在 工 程 与 环 境 中 的 应 用1. 1 高密度电阻率法概述 高 密 度 电 阻 率 法 实 际 上 是 一 种 阵 列

2、 勘 探 方 法 。 野 外 测量 时 只 需 将 全 部 电 极 (几 十 至 上 百 根 )置 于 测 点 上 ， 然 后 利用 程 控 电 极 转 换 开 关 和 微 机 工 程 电 测 仪 便 可 实 现 数 据 的 快速 和 自 动 采 集 ， 当 将 测 量 结 果 送 入 电 脑 后 ， 还 可 对 数 据 进行 处 理 并 得 出 关 于 地 电 断 面 分 布 的 各 种 图 示 结 果 。 1. 1 高密度电阻率法概述高密度电阻率相对于常规电阻家法而言、它具有以下特点： 电 极 布 设 一 次 性 完 成 ， 减 少 因 电 极 布 置 而 产 生 的 故 障和 干 扰 能

3、 有 效 的 进 行 多 种 电 极 排 列 方 式 的 扫 描 测 量 ， 团 而可 以 获 得 较 丰 富 的 关 于 地 电 断 面 结 构 特 征 的 地 质 信 息 野 外 数 据 采 集 实 现 了 自 动 化 或 半 自 动 化 ， 不 仅 采 集速 度 快 ， 而 且 避 免 了 由 于 手 工 操 作 所 出 现 的 错 误 与 传 统 的 电 阻 率 法 相 比 ， 成 本 低 、 效 率 高 ， 信 息 丰富 ， 解 释 方 便 。 勘 探 能 力 显 著 提 高 1. 1 高密度电阻率法概述 关 于 阵 列 电 探 的 思 想 早 在 70年 代 末 期 就 有 人 开

4、 始 考 虑 实 施 。 英 国 学者 所 设 计 的 电 测 深 偏 置 系 统 实 际 上 就 是 高 密 度 电 法 的 最 初 模 式 ， 80年 代中 期 ， 日 本 地 质 计 测 株 式 会 社 曾 借 助 电 极 转 换 板 实 现 了 野 外 高 密 度 电 阻率 法 的 数 据 采 集 。 只 是 由 于 整 体 设 计 的 不 完 善 性 ， 这 种 设 备 没 有 充 分 发挥 高 密 度 电 阻 宰 法 的 优 越 性 。 80年 代 后 期 ， 我 国 地 矿 部 系 统 率 先 开 展 了 高 密 度 电 阻 率 法 及 其 应 用技 术 研 究 ， 从 理 论

5、与 实 际 结 合 的 角 度 ， 进 一 步 探 讨 并 完 善 了 方 法 理 论 及有 关 技 术 问 题 、 研 制 成 了 几 种 类 型 的 仪 器 。 近 年 来 该 方 法 先 后 在 重 大 场地 的 工 程 地 质 调 查 、 坝 基 及 桥 墩 选 址 、 采 空 区 及 地 裂 缝 探 测 等 众 多 工 程勘 察 领 域 取 得 了 明 显 的 地 质 效 果 和 显 著 的 社 会 经 济 效 益 。 主 要 内 容 是 学 习 高 密 度 方 法 原 理 、 野 外 工 作 方 法 、 数 据 采 集 、 资 料解 释 等 方 面 。 电 阻 率 法 勘 探 都

6、是 要 将 所 测 的 电 流 或 电 压 值 换 算 成 电 阻 率值 ， 但 是 只 有 当 地 面 为 无 限 的 水 平 面 ， 并 且 地 下 充 满 均 匀各 向 同 性 的 导 电 介 质 的 条 件 下 才 可 以 得 到 大 地 的 真 电 阻 率值 ， 在 实 际 工 作 中 ， 地 形 往 往 起 伏 不 定 ， 地 下 介 质 也 不 均匀 ， 各 种 岩 石 相 互 重 叠 ， 断 层 和 裂 隙 纵 横 交 错 ， 或 者 有 矿体 充 填 其 中 。 这 时 候 经 过 测 量 所 得 的 电 阻 率 不 是 目 标 电 阻率 ， 我 们 称 为 视 电 阻 率1

7、. 2 高密度电阻率法的基本原理IUK MNs 视 电 阻 率 虽 然 不 是 岩 石 的 真 电 阻 ， 但 却 是 地 下 电 性 不 均 匀体 和 地 形 起 伏 的 一 种 综 合 反 映 。 故 可 利 用 其 变 化 规 律 发 现和 勘 查 地 下 目 标 ， 达 到 解 决 工 程 地 质 问 题 的 目 的 。 高 密 度电 阻 率 法 实 际 上 是 多 种 排 列 的 常 规 电 阻 率 法 与 资 料 自 动 反演 处 理 相 结 合 的 综 合 方 法 ， 它 仍 然 是 以 岩 土 体 导 电 性 差 异为 基 础 的 一 类 电 法 勘 察 ， 只 不 过 电 极

8、 布 设 一 次 完 成 ， 能 有效 进 行 多 种 电 极 排 列 方 式 的 测 量 ， 如 温 纳 装 置 ， 施 伦 贝 射装 置 ， 偶 极 偶 极 装 置 等 ， 从 而 可 以 获 得 较 丰 富 的 地 电 结构 信 息 ， 数 据 的 采 集 基 本 实 现 自 动 化 。1. 2 高密度电阻率法的基本原理 高 密 度 电 法 实 际 上 是 一 种 阵 列 勘 探 方 法 ， 它 在 二 维 空 间 内研 究 地 下 稳 定 电 流 场 的 分 布 ， 野 外 测 量 时 ， 将 数 十 个 电 极一 次 性 布 设 完 毕 ， 每 个 电 极 既 是 供 电 电 极 又

9、 是 测 量 电 极 。通 过 程 控 式 多 路 电 极 转 换 器 选 择 不 同 的 电 极 组 合 方 式 和 不同 的 极 距 间 隔 ， 从 而 完 成 野 外 数 据 的 快 速 采 集 。 当 电 极 捧列 间 距 为 x时 ， 测 量 电 极 距 a nr 依 次 取 n l， 2， ，每 个 极 距 依 固 定 的 装 置 形 式 逐 点 由 左 至 右 移 动 来 完 成 该 投距 的 数 距 采 集 。 对 某 一 极 距 而 言 ， 其 结 果 相 当 于 电 阻 率 剖面 法 ， 而 对 同 一 记 录 点 处 不 同 极 距 的 观 测 又 相 当 于 一 个 电

10、测 深 点 。1. 2 高密度电阻率法的基本原理 1. 2 高密度电阻率法的基本原理 （ 1） 垂 向 直 流 电 测 深 原 理 直 流 电 测 深 法 是 研 究 指 定 地 点 岩 层 的 电 阻 率 随 深 度 变 化 的一 种 物 探 方 法 。 该 方 法 是 在 地 面 上 以 测 点 为 中 心 ， 从 近 到远 逐 渐 增 加 观 测 装 置 距 离 进 行 测 量 ， 根 据 视 电 阻 率 随 极 距的 变 化 可 划 分 不 同 的 电 性 层 ， 了 解 其 垂 向 分 布 ， 计 算 其 埋深 及 厚 度 。 （ 2） 电 测 剖 面 原 理 电 测 剖 面 法 就

11、 是 在 供 电 和 测 量 电 极 保 持 一 定 距 离 ， 按 一 定的 探 测 深 度 ， 沿 着 测 线 方 向 逐 点 进 行 观 测 ， 获 得 电 阻 率 曲线 ， 以 此 反 映 一 定 深 度 内 电 性 层 的 变 化 情 况 ， 即 电 阻 率 剖面 法 是 研 究 岩 层 电 阻 率 在 一 定 深 度 范 围 内 的 水 平 方 向 上 物性 变 化 的 探 测 方 法 。1. 2 高密度电阻率法的基本原理 1. 3 高密度电阻率法的测量过程 1. 3 高密度电阻率法的测量过程 DUK-1探测系统测试记录仪DUK-1探测系统电极控制仪1. 3 高密度电阻率法的测量过

12、程 高密度电法野外观测示意图1. 3 高密度电阻率法的测量过程 1. 2 高密度电阻率法的测量过程 首 先 布 好 电 极 ， 再 接 上 大 线 ， 连 好 仪 器 上 的 对 应 连 线 。 具 体 操 作 分 两 步 ： 先 打 开 多 路 电 极 转 换 器 开 关 ， 再 打 开 主 机 开 关 ， 如 发 现 多路 转 换 器 显 示 器 出 现 MN对 应 数 据 跳 动 不 停 时 ， 再 应 分 别 接主 机 复 位 键 和 多 路 转 换 器 复 位 键 一 次 ， 此 现 象 即 可 消 除 。 开 关 显 示 主 菜 单 (一 )先 操 作 多 路 转 换 器 ： 在

13、主 菜 单 的 提 示 下 ： 1)输 入 参 数 键 入 1(INPUT)再 键 Y键 输 入 有 关 参 数 ： 首 先 输 入 通 道 电 极总 数 ， 如 SW=60， 再 按 Y键 。 输 入 起 始 电 极 数 如 CHO=1， 再 按 Y键 输 入 测 线 上 有 效 电 极 数 ， 如 CH=50， 再 按 Y键 输 入 最 小 间 隔 系 数 (最 小 层 数 ， 如 Min=1)， 再 按 Y键 输 入 最 大 间 隔 系 数 ， 如 Max=16， 为 16层 ， 再 按 Y键 ， 显 示 ：1. 3 高密度电阻率法的测量过程 (二 )按 住 模 式 键 ， 同 时 打

14、开 仪 器 电 源 开 关 按 数 字 键 2， 选 中 高 密 度 电 法 DUK-2A， 如 果 您 要 选 择 四 极法 ， 请 选 择 模 式 一 ， 按 模 式 键 ， 再 “ 回 车 ” ， 再 按 数 字 键1， 再 “ 回 车 ” ， 再 按 数 字 键 1， 再 “ 回 车 ” ， 便 进 入 设 置工 作 参 数 环 境 ， 屏 幕 显 示 如 下 ：1. 3 高密度电阻率法的测量过程 1. 3高密度电阻率法的测量过程 (三 )测 量 ： 分 为 接 地 电 阻 的 测 量 和 采 集 数 据 的 测 量 1、 测 量 接 地 电 阻 ： 主 机 和 多 路 电 极 转 换

15、 开 关 参 数 设 置 完 后 ， 已 处 在 待 机 状 态 。 为 了 保 证 测 量 采 集 数 据 稳 定 可 靠 、 正 确 ， 必 须 对 电 极 的 接地 情 况 及 大 线 、 电 极 、 仪 器 三 者 之 间 连 接 ， 必 须 可 靠 性 必须 在 测 量 前 ， 检 测 接 地 电 阻 2、 测 量 ： 首 先 将 多 路 电 极 转 换 器 复 位 ， 即 按 复 位 键 ， 进 入 主 菜 单 温 纳 剖 面 模 式 ： 选 择 Worte1， 按 数 字 键 3， 再 按 Y键 再 按 主 机 测 量 键 1. 3高密度电阻率法的测量过程对 称 四 极 装 置

16、方 式 （ WN） ： 它 的 电 极 排 列 规 律 是 （ 对 于 60道 ） ： A， M， N， B（ 其 中 A，B是 供 电 电 极 ， M， N是 测 量 电 极 ） ， AM=MN=NB为 一 个 电 极间 距 ， 随 着 间 隔 系 数 n由 n（ MIN） 逐 渐 增 大 到 n(MAX） ， 四个 电 极 之 间 的 间 距 也 均 匀 拉 开 。 该 装 置 适 用 于 固 定 断 面 扫描 测 量 ， 其 特 点 是 测 量 断 面 为 倒 梯 形 电 极 排 列 如 下 ： 数 据 接 收 与 格 式 转 换 软 件 BTRC20041. 4 高密度电阻率法数据的采集 瑞典高密度软件1. 5 高密度电阻率法数据的资料解释 处 理 效 果 图 如 下 所 示1. 5 高密度电阻率法数据的资料解释