浅谈工程物探中高密度电法的应用

在众多工程物探方法中，高密度电法作为应用最广泛的电法勘探方法，具有探测能力强、探

测精度高、采集速度快的特点。其使用直流电供电，一次可布设大量电极，获取数据量大，

测量误差小、结果可靠性较高，探测信息丰富，在岩溶勘察、城市管线探测、水坝渗漏勘察、建筑选址地基勘探等中获得不错应用效果。随着地球物理理论及仪器发展，数据技术的改进，高密度电法勘探技术也在不断提高，从最初的二维断面，逐步发展到三维结构成像，在工程

物探中的应用越加广泛。

1 高密度电法的基本原理

1.1工作原理

高密度电法属于一种电阻率探测方法，根据地下岩土体导电性的不同，通过人工施加电场，

分析电场作用下地下地层传导电流的分布规律，推断地下具有不同电阻率的地下地质结构，

从而为解决地质问题提供参考。高密度电法可一次性沿测线同时布设几十到几百根电极，视

探测深度和探测目标体的尺度选择电极距及采集装置。高密度测量系统按选定的供电、测量

排列方式自动采集测量电极间的电位值及回路中的电流值。工作系统如图1所示。

图2高密度电法温纳排列装置测量示意图

高密度电法在数据观测装置多达十余种，如温纳、斯伦贝谢、偶极、三极装置等，如图2所

示温纳（α）排列装置， AM=MN=NB为一个电极间距，通过AB极供电、MN测量得到一个

测点，然后A、B、M、N逐点同时向右移动，测量得到另一个测点；同时电极间距按隔离系

数由小到大的顺序等间隔增加，这样不断扫描测量下去，最终得到倒梯形断面。在实际工作中，由于时间等因素，不可能对每种装置都进行观测，必须有针对性的选择最优装置进行数

据采集。

1.2 特征识别

不同的地质体具有不同的物理性质，运用物探方法对地下结构进行探测时，需要根据岩层的

物理性质，对勘探结果进行合理的分析，高密度电法也必须遵循该原则。如在岩溶勘察中，

围岩与溶洞一般具有电性差异，溶腔充填情况表现出来的电性差异往往不同。结合地质结构

附存物性特征进行高密度电法勘探，是应用该方法的重要基础。

2 高密度电法在工程物探中的应用

高密度电法在工程物探中多用于覆盖层勘察、岩溶勘察、城市管线探测、堤防隐患探测等方面。

2.1 岩溶勘察

工程物探方法是岩溶勘察的一个重要手段。灰岩分布地区岩溶发育易引发地面塌陷，形成地

质灾害，高密度电法近年来被广泛应用于岩溶勘察中。高密度电法应用于岩溶勘察的过程中，主要通过探测地下岩层的电性分布，根据地下岩层的电性分布特征，再结合钻孔等地质资料

综合分析获取地下岩溶发育情况。

岩溶地区的地质结构相对复杂，溶洞的充填情况不同造成其电性特征差异较大。如溶洞无充填，则相对围岩表现为高阻；溶洞充填则相对围岩表现为低阻；溶洞未充填但洞壁附着水体时，往往也表现为低阻。高密度电法在岩溶勘察中，要充分结合相关地质资料，对电性数据

进行综合分析，提高探测成果的准确度。

2.2 管线探测