WGMD-4高密度电法系统说明书
高密度电法勘探施工指导书
高密度电法勘探作业(zuòyè)指导书一、高密度电法勘探(kāntàn)概述(ɡài shù)高密度电阻率法是以岩土导电性差异为物性基础，研究人工施加稳定电流场的作用(zuòyòng)下地中传导电流分布规律的一种(yī zhǒnɡ)电探方法。
它与常规电阻率法原理相同，所不同之处在于采取的方法技术。
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置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电极转换器或者微机工程电测仪器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。
高密度电阻率勘探技术的运动和发展使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步，相比传统电阻率法，高密度电法勘探具有以下特点：（1）电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。
（2）能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。
（3）野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，（大约每一测点需2~5s），而且避免了由于手工操作所出现的错误。
（4）可以对资料进行预处理并显示剖面并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件。
（5）与传统的电阻率法相比，成本低，效率高，信息丰富，解释方便。
阵列电探的思想早在20世纪70年代末期就有人开始考虑实施，英国学者所设计的电测深偏置装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器实现了野外高密度电阻率法的数据采集，但由于整体设计的不完整性，这套设备并没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。
80年代后期至今，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，从理论与实际相结合的角度，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，如重庆奔腾数控技术研究所研制的WGMD-3高密度电阻率测量系统。
物探仪器分类
物探仪器分类按照地球物理勘探依据的原理分类，可将仪器分为以下几种：一高密度电法仪1. 吉林大学骄鹏E60M、E60D高密度电法仪（分布式，即电极接口处有自动转换开关），一次布设电极多，线缆多2. 美国劳雷公司的AGI 高密度电阻率成像仪（分布式11/6芯电缆）3. 北京地质仪器厂DCX-1多功能高密度电法仪（电阻率层析成像数据采集系统）DCX -1A 型集中式电阻率层析成像数据采集系统■由工控机做主控器，采用大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏，数据处理能力强，存储数据量大，界面友好，易于操作。
■LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、 A ， B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。
■集中式多路电极转换器采用复合控制技术，精简了硬件规模，使控制电极道数增多，本系统以120 道为基本组态，可以方便地做长剖面的“ 滚动” 测量。
为满足特殊用户需求，可以接受240 道测量系统的订货。
■采用双向覆盖电缆，使现场布线与分布式仪器的布线速度相当，与以往普通式连接电缆相比，施工简化，降低了劳动强度，提高了工作效率。
电缆接头均有防水功能，可在水中作业。
■本系统测量通道数量多，而且易于扩大测量通道数，使之探测有效空间增大，便于增加勘探深度和提高探测分辨率。
DCX-1B 型分布式电阻率层析成像数据采集系统■ DCX-1B 型系统采用分布式结构，其电极转换器与电缆串接，每个转换器控制盒都设有微处理器芯片，控制准确快速，各串电缆可随意串接并自动排序编址，野外施工方便。
■测量主机与DCX -1A 型系统的主机相同，有PC 机及大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏。
LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、A ，B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。
高密度电法在建筑地基溶洞勘察中的应用
高密度电法在建筑地基溶洞勘察中的应用摘要：高密度电法是直流电法勘探技术中的一个种类，主要的特点体现为测点密度高、信息量大，不会损害探测对象、成果直观准确。
因此被广泛使用在岩溶勘察工作之中。
本文将在分析其原理和特征识别的基础之上细致阐述高密度电法在工程岩溶勘探中的应用。
关键词：高密度电法；工程岩溶勘探；应用1工作原理和特征识别1.1工作原理高密度电法是一类电阻率法，主要运用于环境地质调查的实际工作之中，其基础为岩和矿石的电阻率差异。
在分析了有关于差异电场在空间上的变化规律以及分布特点之后，地下地质构造以及不均匀电性体便可以通过此类勘查地球物理方法更加顺利地找寻出来。
在数据采集过程中，高密度电法实现了电阻率剖面方法以及电阻率测深方法的结合。
所以，所采集的数据量较大并且数据观测的精度也比较高，在探测电性不均匀体的过程之中可以获得极好的地质效果。
图1高密度电法探测原理示意图如图1所示，如果将地面A1以及B1视作是供电点，那么在给地下输入I强度电流之时地下会形成一个比较稳定的电场E。
将A1以及B1的中心视作是O为中心，在1/3的A1以及B1长度范围之内的电场都是均匀电场。
在整个范围之中安装测量电极M、N，可以获得电位差ΔU。
其中，k是装置系数，在不同测量装置之中所属的装置系数也是不一样的。
一般而言，高密度观测系统存在数据采集以及资料处理这两部分（如图1所示）。
在现场测量的过程之中，在间隔固定的测量点之上放置全部电极并保证观测密度大于一般电阻率法。
将多芯电缆跟程控式多路电极开关相连接，所使用的电极自动转换装置能够按照需要自行在极距、测点以及电极装置形式之间转换。
最后，不一样的装置的电极同时向右移动之后会获得第一条剖面。
在增大电极距离之后逐点由左向右移动又会获得另一条剖面，通过不断扫描之后就可以得到一个完整的倒梯形剖面。
1.2特征识别在不同岩层之中具有不一样的物理性质，而不同岩层中的物理性质就是物探工作的勘探基础。
WGMD-4高密度电法系统说明书
注意事项1. 如果您是首次使用WGMD-4高密度电法系统，请您先仔细阅读本手册，并留意其中的注意事项。
2. 每次测量工作前，必须确保各仪器有电，若电池电量不足，要重新对其进行充电，以免影响测量工作。
3. 测量前必须把AB供电电极、MN测量电极接好，供电电极接仪器的A、B（∞）接线柱，测量电极接M、N接线柱。
严禁将A、B、M、N相互混接。
4. 使用集中式高密度开关工作时，直流高压不能高于400V、电流不能大于2.5A；使用分布式高密度电缆工作时，直流高压不能高于800V、电流不能大于3A。
5. 高密度电阻率法进行分布式测量时，除了跨孔偶极装置需要用到两个分布式电缆插座外，其余15种装置只能在两个插座中任接一个。
6. 对于新的工作测线，在测量前，请首先设置正确的工作参数。
7. 如仪器显示“供电电流过大!”，请关掉电源检查AB是否短路。
8. 高密度电阻率测量时，在整个断面的长度内，每根电极的接地电阻相差不要太大，尽量减小接地电阻，以利于供电，若表层土壤干燥，应浇水或打深电极保证电极接地良好。
9. 测点的电压VP值最好大于10mV以上，一般要求供电电流IP大于100mA以上，不能满足要求时应采取措施减小接地电阻、增加供电电压、电阻率不能有负值，否则应查找原因，重新测量。
10. 与仪器配套工作的电缆不能破损、各插头连接处一定要确保干燥、更不能进水、泥沙。
否则轻则导致电缆绝缘过低，影响测量的数据质量；重则烧毁电缆甚至是仪器。
11. 定期检查WDZJ-4的绝缘性能，WDZJ-4的“1～30插座”、“31～60插座”的每根针与面板上A、B、M、N接线柱绝缘均≥500Ω（500VMΩ表），若绝缘性能达不到上述要求，应及时与我们联系。
12. 出工前需对仪器进行检测、配套工作的电缆进行自检，确保电缆与主机都能正常工作。
13. 仪器不应长期存放在潮湿或有腐蚀性气体环境中。
14. 严禁将仪器工作或存放在-20℃以下温度的环境中。
地质雷达和高密度电法在城市地下隐患探测中的应用
图1地质雷达工作原理图成果剖面处理、分析、解释时域接收机R 接收土壤层目标体Er2Er1发射T 宽带脉冲源0引言随着社会经济快速发展，使综合管廊、建筑工程、地铁等城市基础建设迅猛发展。
各类工程对地下空间的开发力度越来越大，需要对地下隐患（如空洞、脱空、疏松体、历史废弃地下室）等进行准确定位，指导工程安全施工和危害预防。
高密电阻率法与地质雷达法作为重要的浅地表工程勘探技术，是工程施工前期获取地质资料的重要手段，已被广泛应用于地铁、隧道地质勘查、城市道路隐患检测、矿产空洞检测等工程项目的建设与维护中[1-3]。
高密度电阻率法以地下不同介质体的导电性差异为基础，地质雷达是以地下不同介质体的介电性差异为基础。
两种物探方法在适用条件、探测对象、分辨率以及探测范围都有所区别。
本文有针对性地选取地质雷达和高密度电阻率法进行组合，针对同一工区探测地下空间存在的空洞、脱空、疏松体、废弃人防等隐患。
1探测方法1.1地质雷达探测地质雷达主机通过发射天线T 在地表发射高频电磁脉冲波，当电磁波遇到不同的媒质界面时便会发生反射和透射，反射波返回地面，被接收天线R 所接收，地质雷达的工作原理如图1所示。
实测时将雷达天线紧贴于地面，沿测线连续滑动；雷达主机实时记录每个测点反射波的时间和振幅值，构成连续雷达剖面。
本次探测采用美国GSSI 公司SIR-4000型探地雷达仪，该系统具有数字化程度高、透深能力强、探测范围广、分辨率高以及实时数据处理和图像显示等特点。
地质雷达探查是利用异常体与周围土壤层介质的电性差异来实现的。
不同介质间的接触面及同一种介质内部的不连续面都是良好的雷达波反射界面，当雷达波在传播过程中遇到这些界面时，都会发生不同程度的反射、透射、散射或衍射，这些现象集中反映在地质雷达记录的波形和波阻抗特征的变化上。
如果在空洞或疏松异常的边界，则在地质雷达剖面上显示为强反射信号、同相轴错断，不连———————————————————————作者简介:夏培（1989-），男，湖北武汉人，助理研究员，硕士研究生，研究方向为地下管线探测和工程物探。
第五讲高密度电法文稿演示
高密度电法数据处理中几个比值参数：
Ts (i)
s
(i)
s (i)
sA(i) (i,i 1) sB(i) sA(i 1)
sB(i 1)
G(i)sA(sAi( i)1)sB(sBi( i)1)2
资料解释的基本原则
1、首先根据所测视电阻率的结果评价视电阻率的分布特征； 2、利用比值参数Gs和λ的平面图和拟断面图，研究观测剖面
B→∞
0123456789
∞← A
U
0123456789
U
两种排列与对称四极装置测得的视电阻率关系如下：
s(sAsB)/2
5.4 高密度电法野外工作方法技术
1. 数据采集方式：
①地表面剖面法 ②井中电阻率成像 单孔
跨孔
2. 电极距的确定：
anx
n为隔离系数，x点距
I
0123456789
U
n=1
横向电阻率的变化特征，并根据此确定断层和裂隙发育带 的位置、含水性及倾斜方向； 3、比值参数TS的分布变化特征既包含了垂向电阻率变化的信 息，又反映了横向电阻率的变化。因此利用TS的平面剖面 图和拟断面图研究地电断面的异常性质，要综合Gs和λ的 异常信息。 4、如果以单对数坐标系绘制的α法和β法视电阻率平面剖面图 上，两组剖面曲线之间存在固定间距，即比值参数TS是一 个常数，那么介质电阻率只存在垂向变化。若TS小于1则说 明介质电阻率随深度的变化而增大；否则减小；
（二） 测定地下介质的电阻率：
在A、B两点供电，M、N两点测量其间的电位差，来反算地下介质的电阻率
AM
NB
UMNUM ABUN AB
2I(A1MB1MA1NB1N)
WGMD-9超级高密度电法系统说明书
�配选�缆电率阻电度密高维二式中集、)3( □ □ □ □ □ □
�数极电统系展扩可用使联串器换转台多�配选�器换转极电路多 3-JZDW、)2( 。A7.0 流电大 最� �档两 V69、V84 分�V69 压电大最� �型 A1-ADW 仅�源电电供置内、⑤ 。件软种多等 lecxE、droW 动移含�池电电充可装原块 2�口串 BSU、牙蓝�卡 FC 或 DS 的 BG1�MARDS BM46 / MOR hsalF BM821 �屏示显晶液彩真 084×046 �统系 0.5 eliboM swodniW �脑电上掌 、④ 牙蓝�232-SR�口接缆电度密高 式布分与个 2�瓶电接外及电充�压高流直�N、M、B、A�口接机主 □ 。上以时小个 02 作工续连可� �源电 V21 接外或�池电电充可 HA4 V4.7 置内�源电器仪 □ ℃06+�℃02-�度温存储 □ HR%59�℃05+�℃01-�度温作工 □ �A1-ADW�gk6≤ �1-ADW�gk4≤�量 重 □ �A1-ADW�mm251×mm592×mm043 �1-ADW�mm321×mm642×mm072�积 体 □ 他其、③ □ □ □ □ 1�1 为比空占�秒 06�1�度宽冲脉电供 A6±�流电电供大最 V0021±�压电电供大最 W0027�率功射发大最
器仪悉 熟、一
2
□
□ □ □ □
Bd08 于优�制压�扰干模差与模共�扰干频工 zH05 字个 1± %1±�时 Am5 � pI ≤ Am1.0 当 字个 1± %2.0±�时 Am5 ≥ pI 当�度精量测 �D/A 位 42�A6�道通流电 V01±�围范偿补 pS 字个 1± %1±�围范量测率化极视 ΩM 05 ��抗阻入输 字个 1± %1±�时 Vm5 � pV ≤ Vm1.0 当 字个 1± %2.0±�时 Vm5 ≥ pV 当�度精量测 �D/A 位 42�V23±�判地确准速快可序程断诊 �
浅谈高密度电法在岩溶区勘探中的应用
浅谈高密度电法在岩溶区勘探中的应用在工程基础地质勘察中，位于岩溶区的深层岩基工程地质勘探问题尤为复杂。
利用高密度电法勘探技术可以查明岩溶和断裂等构造的分布位置，再结合常规的钻探方法，对深层岩体进行正确的工程地质评价。
文章简述了高密度电法勘探技术的基本原理，并以一个工程为实例，从实践中说明高密度电法勘探技术在岩溶洞穴、地质灾害等探测领域具有较好的探测效果。
标签：高密度电法；关键技术；岩溶发育；应用实例引言随着城市建设的不断发展，工程建设作为关系民生的重要项目受到社会各界的密切关注。
岩溶和断层都是工程建设中基础处理的重要地质问题。
因此，对此类地质问题的勘探成了勘察中的重点和难点。
由于岩溶发育的随机性和隐蔽性，常规的勘察方法往往很难迅速的查明地质情况。
在这类地质条件中的工程项目中，地质勘探手段多采用高密度电法。
高密度电阻率法利用岩溶与所处岩体在电性上存在的差别，快速的探测出区域内的地质特征、岩体结构、岩溶分布等地质构造，再经过钻探等常规的勘探方法进一步验证，对工程地质勘察结果作到既准确又经济。
近年来，高密度电法勘探仪不断更新发展，这类技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大迈进了一步。
1 电阻率法的工作原理1.1 电阻率法的工作原理电阻率法是利用岩土体导电性差异为基础的电探方法，利用对电场分布的特点和空间差异变化的研究，制作出剖面图，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。
高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法。
野外操作中将全部电极（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互相配合工作，将电极数据送入微机后，进一步对数据进行处理，最终给出关于地电断面分布的各种物理解释。
在数据采集过程中结合电阻率曲线和电阻率深观测系统，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。
1.2 岩溶发育的地质特征与地球物理特征岩溶发育多是在碳酸盐岩类地区，常见的有灰岩、白云岩、白云质灰岩等，上覆盖第四系地层岩性为黄粘土和红粘土，也有基岩直接裸露地表的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5. 高密度电阻率法进行分布式测量时，除了跨孔偶极装置需要用到两个分 布式电缆插座外，其余 15 种装置只能在两个插座中任接一个。
6. 对于新的工作测线，在测量前，请首先设置正确的工作参数。 7. 如仪器显示“供电电流过大!”，请关掉电源检查 AB 是否短路。 8. 高密度电阻率测量时，在整个断面的长度内，每根电极的接地电阻相差
系 测量功能
统
构
成
集中式二维高密
度电阻率测量
主机 WDJD-4
多路转换器 或适配器
WDZJ-4或WDZJ-120 多路电极转换器
直流 高压电源
外接
电缆、电极
集中式高密度电 缆、电极
分布式二维高密
分布式高密度电阻
度电阻率、二维高 WDJD-4
无
外接 率、激电开关电缆、
密度激电测量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电极
（一）仪器的功能特点 z 轻便灵活——集先进的发射、接收功能于一体，体积小、重量轻。 z 先进的测控方式——所有电极排列全部采用滚动测量方式，断面收尾亦变 得轻而易举；通过移动电极可使断面无限接续，且系统自动计算并提示需 要移动的电极，大大方便了使用者操作。 z 独特、开放的测量过程控制——每个数据测量过程的供电时间、停电时间 均能灵活选择，且仪器能自动监测电极电位的变化梯度，当其超过用户设 定门限时会自动延时用户设定的等待时间，待电极电位恢复稳定后再开始 测量，从而确保在复杂条件下仍能获得更高的数据采集质量。 z 超大供电功率、超宽量程、超高精度——高达6600W（1100V×6A）的供
注意事项
1. 如果您是首次使用WGMD-4高密度电法系统，请您先仔细阅读本手册， 并留意其中的注意事项。
2. 每次测量工作前，必须确保各仪器有电，若电池电量不足，要重新对其 进行充电，以免影响测量工作。
3. 测量前必须把 AB 供电电极、MN 测量电极接好，供电电极接仪器的 A、 B（∞）接线柱，测量电极接 M、N 接线柱。严禁将 A、B、M、N 相互 混接。
不要太大，尽量减小接地电阻，以利于供电，若表层土壤干燥，应浇水 或打深电极保证电极接地良好。 9. 测点的电压 VP 值最好大于 10mV 以上，一般要求供电电流 IP 大于 100mA 以上，不能满足要求时应采取措施减小接地电阻、增加供电电压、 电阻率不能有负值，否则应查找原因，重新测量。 10. 与仪器配套工作的电缆不能破损、各插头连接处一定要确保干燥、更不 能进水、泥沙。否则轻则导致电缆绝缘过低，影响测量的数据质量；重 则烧毁电缆甚至是仪器。 11. 定期检查 WDZJ-4 的绝缘性能，WDZJ-4 的“1～30 插座”、“31～60 插 座”的每根针与面板上 A、B、M、N 接线柱绝缘均≥500Ω（500VMΩ 表），若绝缘性能达不到上述要求，应及时与我们联系。 12. 出工前需对仪器进行检测、配套工作的电缆进行自检，确保电缆与主机 都能正常工作。 13. 仪器不应长期存放在潮湿或有腐蚀性气体环境中。 14. 严禁将仪器工作或存放在-20℃以下温度的环境中。 15. 下雨时尽量不要开展工作，特别是地表积水太多时更不要开展工作。 16. 仪器内置有可充电的锂电池，若仪器长期不用，请每三个月对仪器充电 一次，以免因锂电池的自放电损坏电池。 17. 锂电池充电温度范围应当在 0℃～45℃，在此温度范围之外对电池充电 会导致电池过热，还会损害电池的性能，或缩短电池的预期寿命。
1
电能力、48Vp-p的超宽电压输入范围、极高的小信号测量精度（电压小至 0.1mV及电流小至0.1mA时仍能给出±1%的测量精度），让仪器能更好地应 用于高阻地区工作，获得更深、更好的测量结果。 z 全中文显示、操作简单方便——采用带背光的160×160点阵液晶显示，
32位单片机实现全中文人机界面及采集控制，采集参数设置、数据显示与
（一）异常诊断 ......................................................................................................37 （二）主机与多路转换器连接的 RS232 通讯线连接关系 ..................................38 七、仪器的成套性...................................................................................................... 39 八、附录...................................................................................................................... 41 附录一：电极排列的说明——二维高密度电阻率法 ..........................................41 附录二：格式转换软件 ..........................................................................................49 附录三：WDZJ-4 多路电极转换器自检器的使用说明 .........................................51 附录四：PDZ-1 分布式开关自检器使用说明 .......................................................53 附录五：野外常用装置相关项介绍 ......................................................................55
四、分布式二维高密度激电测量.............................................................................. 29 五、野外操作实例...................................................................................................... 33 六、仪器的异常诊断.................................................................................................. 37
二、集中式二维高密度电阻率测量............................................................................ 5 （一）WDZJ-4 多路电极转换器介绍 .......................................................................5 （二）施工布线方法 ................................................................................................6 （三）操作说明 ........................................................................................................7
目录
一、熟悉仪器................................................................................................................ 1 （一）仪器的功能特点 ............................................................................................1 （二）仪器的主要技术指标 ....................................................................................2
三、分布式二维高密度电阻率测量.......................................................................... 17 （一）施工布线方法 ..............................................................................................17 （二）操作说明 ......................................................................................................18
②、发射部分 □ 最大发射功率：6600W □ 最大供电电压：±1100V（即 2200Vp-p） □ 最大供电电流：±6A（即 12Ap-p） □ 供 电 波 形 ：脉宽 1～60 秒，占空比为 1：1，双极性
③、其它 □ 显 示 器：160×160 点阵液晶 □ 存储容量：≥1GB □ 仪器电源：内置 12V9Ah 锂电（或外接 12V 电源），可连续工作 30 小时 以上 □ 主机接口：A、B、M、N，直流高压，外接电池及充电，2 个与分布式高密 度电缆接口，RS-232 及 USB 等 □ 体 积： 270mm×246mm×175mm □ 重 量：≤4.4kg □ 工作温度：-10℃～+50℃，95％RH □ 储存温度：-20℃～+60℃
（二）仪器的主要技术指标
1、集中式高密度电法系统： （1）WDJD-4 多功能数字直流激电仪（测控主机） ①、接收部分