高密度电阻率法应用(含举例、图解)
工程物探-高密度电阻率法
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和 微机处理，从而改变了电阻率法勘探传统的 工作模式，大大地提高了工作效率，减轻了 劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大的 向前迈进了一步。
高密度电阻率法
一、高密度电阻率法的特点、应用范围 二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法 三、高密度电阻率法的工作流程 四、数据处理与解释
-AB/2(m)
1110 -5 -1 0 -1 5 -2 0 -2 5 -3 0 -3 5 -4 0 -4 5
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
(a)原 始 视 电 阻 率 数 据 等 值 线 图
5 0 -5 -1 0 -1 5 -2 0 -2 5 -3 0 -3 5 -4 0 -4 5
-100
50
100
150
200
250
0
-50
50
100
150
200
250
（3）模型三：温纳装置
视电阻率断面
-AB/2(m)
-10 -20 -30 -40
20
40
60
80
100
电阻率反演断面
-5
-15
-25
20
40
60
80
100
Depth(m)
（4）实例一：施伦贝尔装置（岩溶勘查）
在730号点经钻孔验证： 0－9.8m为粘土； 9.8－15.2m为白云质灰岩； 15.2－18.6m为含砾粘土， 18.6－72.8m为白云质灰岩， 其中67.3－73.6m为溶洞。
高密度电法
高密度电法勘探指的是直流高密度电阻率法，实际上是一种阵列勘探方法，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。
本次高密度电法勘探采用的仪器以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机，配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统，该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用，使解释工作更加方便直观。
该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探等方面，亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中, 还能用于地热勘探。
工作时每个排列实接电极数60根，测量一个断面时所有实接电极一次铺完，供电电压200-300V，电流大于3A,本次工作采用的电极间距为10m。
为了充分利用每个排列的观测数据和保证测量数据的横向和垂向反演精度，我们选用了2排列装置（见图2-1），固定断面扫描测量，断面上的测点呈倒梯形分布。
当实接电极数为60根时，剖面数为28，断面测点总数为841。
当剖面长度大于一个排列长度、在进行下一个排列测量时，电极布置应与前一排列重合30根，保证倒梯形断面上的测点无空隙。
野外工作中，为确保观测质量，取得详实、可靠的数据，每次开工前，对仪器的工作状态进行严格检查，保证仪器工作正常，并在每次测量前，对60根电极进行自动接地电阻检查，确保电极接地良好、各电极接地电阻均一。
高密度电法剖面电极布置及断面扫描测点见图2-1。
A M NB AM = NB = n * MN ,MN不变,同时移动。
n=1n=2n=3n=4n=5n=6n=7n=8n=9n=10n=11n=12n=13n=14排列（施伦贝谢尔装置：AM＝NB，MN不变）示意图图2-12内业资料处理使用Res2dinv电法处理软件；经该软件处理的数据自动转换成断面上对应的各测点的电阻率，以不同颜色在剖面上呈不同层次展示，因而各电性层层次清楚明了，地层异常部位亦非常清楚的展示出来。
高密度电阻率法介绍课件
04
考古研究： 用于寻找地 下文物和遗 址
高密度电阻率法的优 缺点
优点
01
精度高：，效率 高
03
成本低：设备简单，成本低 廉
04
应用广泛：适用于各种地质条 件，如土壤、岩石、地下水等
缺点
01
测量精度受地下介质的 影响较大
02
测量结果受环境因素的 影响较大
03
测量成本较高
04
测量速度较慢
05
测量结果受测量设备的 影响较大
06
测量结果受操作人员的 技术水平的影响较大
适用范围与局限性
适用范围：适用于地下水、土 壤、岩石等介质的电阻率测量
局限性：不适用于高电阻率介 质，如金属、石墨等
局限性：受温度、湿度、土壤 结构等因素影响较大
局限性：测量精度受电极间距、 测量深度等因素影响较大
灾害预警等
市场竞争：与其 他电阻率测量方 法竞争，如电磁
法、地震法等
政策支持：争取 政府政策支持， 推动高密度电阻 率法在相关领域
的应用和发展
谢谢
工程勘察
地质勘探：用 于地下地质结 构的探测和分
析
地下水探测： 用于地下水资 源的探测和评
价
环境监测：用 于地下污染源 的探测和评价
工程设计：用 于工程设计和 施工方案的优
化和改进
物探领域
01
地质勘探： 用于寻找地 下矿产资源
02
工程勘察： 用于评估地 下工程风险
03
环境监测： 用于检测地 下水污染和 地质灾害
含水率、孔隙度等特征。
高密度电阻率法通过测量地层的电阻 率，可以推断地层的岩性、含水率、
孔隙度等特征。
高密度电阻率法可以应用于地质勘 探、地下水探测、工程地质调查等 领域，为地质研究和工程设计提供
高密度电阻率法应用（含举例、图解）
⾼密度电阻率法应⽤（含举例、图解）⾼密度电阻率法在岩溶探测上的应⽤[摘要]简要介绍了⾼密度电阻率法的基本原理，详细分析了⼀个探测实例，通过理论与实践的结合说明了利⽤⾼密度电阻率法进⾏岩溶探测是⼀种有效的探测⼿段。
[关键词]⾼密度电阻率法装置岩溶0 引⾔衢州⼀窑上⾼速公路某段为挖⽅段路基，挖⽅⾼度为6—8m，该路段路基部分开挖⾄路基设计标⾼时，显露出直径⼤⼩不⼀的孔洞7个，⼈⼯插⼊钢钎发现孔洞深浅不⼀，伴有涌⽔现象，洞⼝有扩⼤趋势。
为了查清地下孔洞的分布范围，为进⼀步的治理提供依据，决定利⽤地球物理勘查⽅法进⾏探测，接受委托后，笔者随即对⼯区进⾏了早期调研，根据委托⽅提供的钻孔资料及野外踏勘，场地的地层⾃上⽽下有：亚粘⼟、卵⽯含亚粘⼟、碳质泥岩、灰岩等。
表1为该区各地层岩⽯的电阻率，由表可以看出，这些岩⽯的电阻率差异是明显的，适合进⾏电法勘查⼯作。
灰岩区内的不良地质现象主要是⼟洞和溶洞、溶蚀带，从地质资料可知，⼟洞是发育在覆盖⼟层中，要么是空的，要么充填很松散的⼟、电阻率偏⾼，⽽⼟层的电阻率⼜普遍偏低，因此，⼟洞在等值线剖⾯中的反映是仅次于⼟层中的⾼阻异常；溶洞位于基岩⾯以下，由溶蚀带逐渐溶蚀形成的，多充填有⽔⼟，从⽽电阻率偏低，由于完整灰岩的电阻率普遍偏⾼，因此在灰岩⾯下明显的封闭或半封闭低阻异常基本上是有充填溶洞的反映，不能封闭的带状低阻异常则是溶蚀带的反映，由于⼟洞、溶洞发育的位置、形状、⼤⼩都难有规律可循，根据委托⽅的勘查要求以及⼯区的地质地球物理前提，确定了利⽤⾼密度电法进⾏孔洞勘查。
⾼密度电法获取信息量⼤，分辨率⾼，在岩溶地区地下岩溶分布空间定位中有许多成功的例⼦。
1 ⾼密度电阻率法概述⾼密度电阻率法是近⼏⼗年发展起来的⼀种电法勘探新技术，它在⼯程勘察领域得到了⼴泛的应⽤，其基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是⾼密度电法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，然后进⾏观测。
高密度电阻率法共28页文档
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
高密度电阻率法 4、守业的最好办法 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
第四章第三节高密度电阻率法.
上图为大坝1+134断面高密度电阻率成像。从 该图可以看出，大坝垂向上存在三处隐患：① 坝 顶1.0～1.5m以上，坝料电阻率较高，一般在 50～60 范围.5m～16.0m处 电阻率较高，一般在40～60 范围内，系砂类土的 反映；③ 从深度上分析，深度16～17m应为坝基， 电阻率较高，一般为50～60 ，亦系砂类土的反映。
第三节 高密度电阻率法
一、高密度电阻率法概述 高密度电阻率法仍然是以岩、土导电性的差 异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地 中传到电流分布规律的一种电探方法。因此，它 的理论基础与常规电阻率法想同，所不同的是方 法技术。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探 方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百 根）置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电 极转换装置和微机工程电测仪便可实现数据的快 速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可 对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种 图示结果。
2.装置
高密度电阻率法采用的主要电极排列方式有 温纳四极排列、联合三极排列、偶极排列和微分 拍了。不同的测量系统基本上以这几种装置为主， 但也各有特点。此外，当进行单孔或跨孔电阻率 成像的数据采集时，二极法供收方式往往成为最 经常使用的电极排列。
极距取决于地质对象的埋藏深度，由于高密 度电阻率法实际上是一种二维探测方法，所以在 保证最大极距能够探测到主要地质对象的前提下， 还要考虑围岩背景也能在二维断面图中得到充分 的反应。根据上考虑，三电位电极系的极距设计 如下：a=n· ∆x，其中n为隔离系数，可以由1改变 到15，也可任选， ∆x为点距。显然a=1/3AB，它 与勘探深度之间存在某种系数关系。
如上所述，用充电法查明了大坝渗漏隐患的 平面分布，然后用高密度电法查明了大坝河槽段 渗漏隐患的垂向分布，但是隐患部位砂类土的颗 粒级配、渗透系数等物理力学指标需要地质钻探、 现场试验和室内试验来完成。 为此确定在充电法探测存在严重渗漏的两个 断面，即1+134和1+213横断面布置了6个钻孔来 取得土的物理力学指标。钻探结果：坝顶存在一 层粗砂砾石层，厚度为1.0～1.2m；坝体内部 12.0～17.0m存在厚5.6m的中粗砂透镜体；坝基 砂没有清除、隐患部位钻进时漏水。钻探结果与 物探判别基本一致。
高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中的应用
高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中的应
用
1岩溶地质勘察
岩溶地质勘察是确定岩溶洞室构造、类型、年代和规模、空间分布等地质环境参数的重要手段之一。
传统的勘察技术包括地质发育过程观察、取样和实验测试。
近几十年来，随着对岩溶地质的认识的深入，随着地学调查的高科技发展，矿区岩溶地质勘察技术也有了一定的进步，其中，高密度电阻率法就变得越来越重要。
2高密度电阻率法
高密度电阻率（also known as fast resistivity survey）是一种用于确定岩溶洞室构造、类型、年代和规模、空间分布以及洞室发育条件的常见方法。
它的基本原理是利用探测系统放大器和测量小试验部件，通过电驱动的电流和重力引力计来收集地下岩溶空间的电阻率数据，从而及早把握岩溶发育规律。
3高密度电阻率法与传统地质调查方法的区别
传统的地质调查方法主要依赖于地质调查人员探空穴、野外实测和实验检测，而高密度电阻率法则可以及早克服难度高、时间紧、成本高等调查缺陷，很好地反映出岩溶地质的空间分布，显著提高了矿区岩溶地质勘察的效率。
4高密度电阻率在矿区岩溶地质勘察中的应用
高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中的应用无处不在，如果能够及早识别出岩溶空间，就可以采取适当的措施，有效地防止岩溶灾害；针对岩溶地区地质灾害类型、数量及原因，采取有效的防治措施；同时，根据勘察成果可以准确预测岩溶空间的发育变化规律，从而可以避免可能带来的灾害。
5结论
综上所述，可知高密度电阻率法在矿区岩溶地质勘察中应用得当可以显著提高勘察面调查的效率与准确度、提高岩溶地质灾害的防治效果，为矿区岩溶地质勘察提供了非常有效的手段和方法。
高密度电阻率法在石材勘查中的应用
转 换 电路 ６ ０路 ；绝 缘 性 重庆 地质 仪 高 密 度 电法 能 ≥５ ０ ￣ 工 作 电 压 厂 ０ ｍｆ ； 器 测量系统 Ｄ Ｋ １ ４ ０ Ｃ 工 作 电 流 Ｕ 一 ５ ＶＤ ；
２．ＡＤＣ ５
集 。在设 计 和技 术 实施 上 ，高 密 度 电法 测 系 统采 用 先 分 布 式 智 能 最大 ２０路 ；输入 阻抗 ≥ 中 国地质 大 ４ 一 Ｅ ０ｍｎ；点位范 围 ±１Ｖ； ０ 学 （ 汉） 武 进 的 自动 控 制理 论 和 大规模 集 成 电路 ，使 用 的 电极 数 化 高 密 度 电 ＭＤ ２ ５
关键 词 ：石材 勘 查 高密度 电法 电 阻率
前 言
２ 仪器 设 备
由于石 材 地 质工 作 的特 殊 性 ，需 要 了解 矿 区 的地
表 覆 盖 、风化 层 的分 布 和 完整 基 岩顶 面 形态 以及 影 响
高密 度 电阻 率法 常用 仪器 设 备见 表 １ 。
成 矿节 理 裂 隙 、断层 和 岩溶 等 的分 布情 况 ，而 石 材矿 山地表 多有 土层 或风 化 层覆 盖 ，单 通 过 地表 工 程 和钻 探 很难 全 面 了解 上述 影 响石 材 成 矿 的 因素 。影 响石 材
法测量系统 电流范 围 ±３ Ａ
、
物理 系
量 多 ，而 且 电极 之 间可 自由组 合 ，这样 就 可 以提 取 更 分 布 式 电 阻 １０道 可扩展 ；输入 阻 京 地质 仪 ２ 率 层 析 成 像 北 Ｄ Ｘ １ ０ｍＱ；点 位范 围 ± 器厂 多的地 电信 息 ，使 电法 勘探 能 像 地震 勘 探 一样 使 用 覆 数 据 采 集 系 Ｃ 一 Ｂ 抗 ≥２
可 以快速 、省力 地得 到整 条剖 面 的 电测深 成果 。
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高密度电阻率法在岩溶探测上的应用
[摘要]简要介绍了高密度电阻率法的基本原理，详细分析了一个探测实例，通过理论与实践的结合说明了利用高密度电阻率法进行岩溶探测是一种有效的探测手段。
[关键词]高密度电阻率法装置岩溶
0 引言
衢州一窑上高速公路某段为挖方段路基，挖方高度为6—8m，该路段路基部分开挖至路基设计标高时，显露出直径大小不一的孔洞7个，人工插入钢钎发现孔洞深浅不一，伴有涌水现象，洞口有扩大趋势。
为了查清地下孔洞的分布范围，为进一步的治理提供依据，决定利用地球物理勘查方法进行探测，接受委托后，笔者随即对工区进行了早期调研，根据委托方提供的钻孔资料及野外踏勘，场地的地层自上而下有：亚粘土、卵石含亚粘土、碳质泥岩、灰岩等。
表1为该区各地层岩石的电阻率，由表可以看出，这些岩石的电阻率差异是明显的，适合进行电法勘查工作。
灰岩区内的不良地质现象主要是土洞和溶洞、溶蚀带，从地质资料可知，土洞是发育在覆盖土层中，要么是空的，要么充填很松散的土、电阻率偏高，而土层的电阻率又普遍偏低，因此，土洞在等值线剖面中的反映是仅次于土层中的高阻异常；溶洞位于基岩面以下，由溶蚀带逐渐溶蚀形成的，多充填有水土，从而电阻率偏低，由于完整灰岩的电阻率普遍偏高，因此在灰岩面下明显的封闭或半封闭低阻异常基本上是有充填溶洞的反映，不能封闭的带状低阻异常则是溶蚀带的反映，由于土洞、溶洞发育的位置、形状、大小都难有规律可循，根据委托方的勘查要求以及工区的地质地球物理前提，确定了利用高密度电法进行孔洞勘查。
高密度电法获取信息量大，分辨率高，在岩溶地区地下岩溶分布空间定位中有许多成功的例子。
1 高密度电阻率法概述
高密度电阻率法是近几十年发展起来的一种电法勘探新技术，它在工程勘察领域得到了广泛的应用，其基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法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，然后进行观测。
在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探—样使用覆盖式的测量方式，图1为高密度电法工作系统示意图。
与常规电法相比，高密度电法具有以下优点：(1)电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；(2)能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；(3)数据的采集和收录全部实现了自动化(或半自动化)，不仅采集速度快，从而避免了由于人工操作所出现的误差和错误；(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。
由此可见，高密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法[1-4]
2 方法有效性试验
为验证高密度电阻率法在该地区的勘探效果并取得合适的测量参数，工作之前进行了高密度电阻率法的有效性试验，有效性试验在通过已知钻孔的0号线进行，尝试了α、β、α2、γ、A—MN—B四极测深排列、矩形A—MN排列等装置，经对测量结果的分析比较，以上各种装置(排列)对地下结构都有反映，但温纳装置(α排列)和矩形A—MN排列所获得的地电断面对地下结构的反映更为精细、清晰，同时矩形A—MN排列可进行滚动测量，易于实施长剖面的测量，因此该区的高密度电阻率法测量均选用矩形A—MN排列。
3 高密度电阻率法探测结果
野外数据采集时选用矩形A—MN排列进行变断面连续滚动扫描测量，电极距为2m，其电极排列如图2所示，测量时，M、N不动，A逐点向左移动，接着A、M、N同时向右移动一个电极，M、N不动，A逐点向左移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。
测量时沿高速公路轴线方向共布设6条测线，0号线位于路基中央，0号线以南的测线按单数编号，以北的按双数编号，相邻测线之间的距离为5m，共60根电极，每条测线滚动3次，每次移动34根电极，每条测量断面的数据有效范围为204m，图3。
图5分别是0线、1线、2线高密度探测的反演结果。
4 探测资料解释
从图3可以看出，此断面上有二块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙或溶洞的反映，第一处是K284+939～K284+946段，其上顶埋深约7.6m，第二处位于K284+967～K284+970范围内，其上顶埋深大约为11.8m；图6是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
图4是1号断面A—MN排列高密度电法探测的反演结果，从图中可以看出，此断面上也有二块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙或溶洞的反映，第一处位于K284+917～K284+919范围内，其上顶相对埋深约为8.4m；第二处位于K284+948～K284+953段，上顶埋深约为10.7m，图7是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
图5是2号断面A—MN排列高密度电法探测的反演结果，从图中可以看出，此断面上有3块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙的反映，第一处是K284+896～K284+904范围内，其上顶相对埋深约为15.9m；第二处位于K284+940～K284+947段，上顶埋深约为7.8m；第三处是K284+967～K284 +972段，其上顶埋深约为10.2m，图8是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
从以上的地质解释可以看出，0号测线的第一溶蚀区与2号测线的第二溶蚀区所对应的里程和埋深均相似，说明这两个溶蚀区可能是连通的；同时0号测线的第二溶蚀区与2号测线的第三溶蚀区对应得也较好，推测可能是相互贯通的溶蚀区。
根据本次高密度电阻率法探测的结果，施工方在推断为溶蚀裂隙或溶洞的地方打孔灌浆，都没有出现浆灌不进去的现象，说明本次高密度电阻率法探测溶洞是成功的。
4 结语
高密度电法具有测量信息丰富、对地下地质体的分辨能力高的优点。
特别是最近在高密度电法测量仪器的自动化和轻便化研究方面取得了重大的进展，使得高密度电法测量设备在野外工作的自动化和轻便化程度大为提高，野外工作效率高，使用方便。
通过本次探测表明高密度电阻率法用于探查灰岩地区的溶蚀裂隙和溶洞是可行的，结合钻探资料及其它物探资料，探测的准确度较高。
由于高密度电阻率法所具备的优点，使其能在灰岩区的勘探中起到重要的作用。
鉴于灰岩区内的基岩起伏较大，不良地质体较多，因此建议在灰岩地区的地质勘察中，首先采用高密度电阻率法并辅以其他物探方法进行普查，再做钻探，必能起到事半功倍的效果。