浅谈工程物探中高密度电法的应用

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物探高密度电法在场地稳定性方面的应用研究

物探高密度电法在场地稳定性方面的应用研究

196物探高密度电法在场地稳定性方面的应用研究王开江1,高子涵1,周机灵1,孙举孔2,陈闽昆2(1.云南省应急救灾保障中心,云南 昆明 650041;2.云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,云南 昆明 650216)摘 要:高密度电法是一种常用的浅层地球物理勘察方法,具有效率高、成本低、解译方便、信息丰富等特点,近年来被广泛应用于地质、工程和环境勘察相关领域。

本文以某建筑场地为例,结合工区的工程地质条件,通过开展高密度电法勘察,基本划出了场地原沟壑分布、回填土填埋范围及地下软弱层分布情况,为场地的稳定性研究和下一步工程治理提供了地球物理依据。

关键词:浅层地球物理勘察;高密度电法;场地稳定性;古河道探测中图分类号:P631.3 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)22-0196-3Study on the application of High Density Resistivity Method in stability of the siteWANG Kai-jiang 1, GAO Zi-han 1, ZHOU Ji-ling 1, SUN Ju-kong 2, CHEN Min-kun 2(1. Emergency Relief Support Center of Yunnan Province,Kunming 650041,China;2. Geological Geophysical and Chemical Exploration Institute of Yunnan Nonferrous Geology Bureau,Kunming 650216,China)Abstract: High-density resistivity method, a widely popular near-surface geophysical survey method, has been increasingly applied to engineering and environmental surveys due to the high efficiency, low cost, abundant information and easy for interpretation. In this study, we take a building site as an example and use the high-density resistivity method, integrated with the engineering geological condition, and show it could effectively identify the distribution of originate ravines backfill soil and underground weak layers, which provide very important geophysical basis for stability of the site evaluation and necessary engineering treatment. Keywords: near-surface geophysical investigation; high density resistivity method; stability of the site; exploration of ancient river收稿日期:2023-09作者简介:王开江,男,生于1990年,汉族,云南玉溪人,本科,物化探工程师,研究方向:地球物理、地球化学和地质灾害防治。

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的应用

中国科技期刊数据库 科研2015年15期 189高密度电法在工程物探中的应用王洪海保定金迪地下管线探测工程有限公司,河北 保定 071000摘要:利用高密度电法进行二维地电断面测量,兼具剖面法与测深法的功能,会具有点距小、采样密度高的特征,在敷设一次导线后可进行数千个记录点的数据观测,其特点是信息量大、施工效率高。

由此,近年来高密度电法在管线调查、物探找水、采空区、岩溶、滑坡等灾害物探调查等方面得到以应用。

关键词:高密度电法;工程物探;应用 中图分类号:P631.3 文献标识码:A 文章编号:1671-5780(2015)15-0189-021 高密度电法工作方法简述高密度电法供电为低频交流电,测量结果为地层视电阻率,因此实际上属于直流电阻率法。

其工作框图见图1。

图1 高密度电法工作示意1.1 高密度电法数据采集系统高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系三部分组成。

多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态;主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。

高密度电法野外工作装置形式较多,总电极数与点距可根据场地条件与勘察深度任意选择。

固定断面扫描测量方式数据采集结果其视电阻率断面为一倒梯型剖面;变断面连续滚动扫描测量方式其视电阻率断面为一平行四边形剖面。

1.2 高密度电法数据处理数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机,计算机将数据转成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、 地形校正等预处理后, 最终二维反演、成图。

2 高密度电法在工程物探中的应用某校自引入高密度电法以来,在找水、管线探测、地层划分及岩溶、地质灾害调查等工程物探工作中进行了试验与生产,取得了较好的应用效果。

2.1 高密度电法找水某校活用水为浅层第四系水,秋、冬季为枯水期用水困难。

据校方介绍,为解决水源问题,多次联系成井单位想取基岩构造水成井,并进行过常规电法找水工作,均未成功。

高密度电法应用技术

高密度电法应用技术

高密度电法应用技术一、工作原理高密度电法应用技术是近几年发展应用起来的地球物理电法勘探技术,其工作原理与传统的电法勘探基本相同,其地球物理前提是被勘探体中介质的电性差异。

通过向被勘探体加入一定电压、电流的直流电,由于被勘探体中介质不同或电性存在差异,致使被勘探体存在电位、电流异常,这种异常经过反演得到被勘探体内部结构。

高密度电法技术与传统的电法勘探相比,具有一个排列多电极同时作业、极距根据需要可以加密调整、野外工作效率高、勘探精度高、勘探深度大等优点。

二、G MD高密度电法仪性能指标及野外工作布置(一)仪器性能指标该仪器性能优越,与国外同类仪器相比,各项性能指标处于领先地位。

外业施工方便,一根电缆(10芯)覆盖整个剖面,国内首创,连接方便、灵活。

1、仪器性能指标参数(1) 最大电极通道数240道(2) 电位测量范围±10V,分辨率10μV(3) 电流测量范围±3A,分辨率0.01mA(4) 输入阻抗大于20MΩ(内部>100 MΩ)(5) 供电电流±3A,最大电压400V(6) 50Hz工频抑制≥60dB2、仪器性能指标测试结果高阻斜板高阻背斜(模型)直立铜板充水铜球(二)野外工作布置高密度电法技术野外工作测线布置根据勘探目的,结合场地情况(地质、地形等),进行布线设网。

电极数量、极距应根据勘探目标体的大小、埋深等因素进行选择。

下图为高密度电法野外工作示意图。

三、高密度电法应用领域高密度电法技术应用领域非常广阔,涉及到水利水电、公路、铁路、城市建设、环保、地矿等部门。

在水利水电部门,应用高密度电法技术,进行堤、坝的隐患(管涌、脱空、塌陷等)探测、江河水位探测、地下水位探测和找水等工作;在公路部门,应用高密度电法技术,进行地质构造探测(岩溶、断层破碎带、滑坡体等)、路基检测等;在地矿部门,高密度电法技术用来地质勘探、矿床探测等。

总之,高密度电法技术愈来愈来被工程界看好,其应用领域会被人们的实践不断扩大。

高密度电法在工程勘察中的应用

高密度电法在工程勘察中的应用

高密度电法在工程勘察中的应用摘要:随着社会的不断发展,城市规模的不断扩大,工程建设类别的增多向工程地质的勘察工作提出了更高的要求,传统单一的地质钻探技术已经不能满足当前满足工程的需要。

这就要求岩土工程人员跟进时代的发展,不断加强对新技术的研究,在对地下地质条件进行测定时采用多种勘测手法综合勘测,以便能够为设计方提供高质量的勘察资料。

基于此,文中笔者就高密度电法的工作原理及岩溶地质进行了简要的阐述,并根据工程实例说出了高密度电法在工程勘察中的应用。

关键词:高密度电法、工程勘察、电阻率一、前言随着我国各大城市规模的不断增大,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。

岩溶是工程建设中最严重的地质现象,但是由于在指定的比较小的范围内,岩溶发育的不稳定性、随机性及隐藏的特点,给区内岩溶的分布及其发育情况的详查带来很大的难题,而仅依靠钻探办法难以达到人们预期的结果。

在我国的矿产勘察与项目建设中大部分都采用高密度电法,高密度电法利用岩溶与围岩在电性上普遍存在的差别,能很快的探测出岩溶的各方向生长状况,进而运用合适的办法来防止灾害的产生。

笔者通过列举下面的几个运用,证明高密度电法在工程岩溶勘察的桥基和隧道中适用性及准确性。

二、工作原理高密度电法是根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法,在岩石的电阻率差异,矿石为基础,通过对电场分布的特点和变化的空间差异的观察和研究,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的一类。

两种方法在数据采集过程中结合电阻率曲线和电阻率测深观测系统,高密度电阻率的方法,因此,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。

如图1所示,当地面A2,B2电源的输入电流强度,形成地下稳态电场E,以A2、B2的中点为O为中心,1/3A2B2长的范围内电场为均匀场,在此范围内安置测量电极M、N得到电位差ΔU,其中k为装置系数,不同的测量装置的装置系数不同,由此可得视电阻率计算公式:图1:高密度电法探测原理示意三、岩溶地质及地球物理特征1、地质特征岩溶的岩性基本都是碳酸盐岩,常见的有泥灰岩、白云岩、白云质灰岩、以及灰岩等。

高密度电法在工程勘察中的应用

高密度电法在工程勘察中的应用

高密度电法在工程勘察中的应用在建设发展中,遇到越来越多的复杂岩土地基,传统的勘察测量方法很难满足实际需要。

因此,本文分析了高密度电法的原理、特点,列举高密度电法在工程实例。

浅述了高密度电法的实际应用。

标签:高密度电法工程勘察应用随着工程勘察市场竞争日益激烈,很多的勘察单位为了提升自身综合实力,不断引进各种先进的原位测试方法,以提高勘察的技术水平和精度。

其中高密度电法能够对整个场地进行全方位的测深勘察,对岩土地层进行合理的划分,可以有效保证实际工作中的准确、效率。

因此,本文就针对高密度电法在工程勘察中的应用展开浅述。

1高密度电法法系高密度电法兴起与上个世纪80年代,随着科学技术的发展,电极转换器的研发成功,使得数据采集效率不断提高。

与传统的电法相比,高密度电法的信息量更大,可以充分利用实测数据进行反复的分析。

1.1高密度电法的工作原理在实际勘察测量过程中,采用高密度电法最重要的前提就是岩土工程介质中在导电性能方面,存在不同程度的差異。

在使用过程中,高密度电法会通过A 和B两个电极向地下通电,从而建立一个人工电场,通过工作人员对地上M和N的电极测量电位差,然后记录下每个记录点的视电阻率值。

把测量出来的实测视电阻率值输入到电脑中,再经过合理有效的处理和解释后,进行地层的划分。

与其他一般电法不同,高密度电法是一种阵列勘探。

工作原理及工作系统示意详见图1、图2。

1.2高密度电法的主要特点高密度电法就是高密度条件下的电阻法,主要根据岩石和土壤不同的导电性为基础,是一种在施加稳定电流场的前提下,分析和研究地下传导电流分布规律的方法,其测排点距离小。

高密度电法能够进行二维地电断面测量,还可以进行多种电极排列方式的扫描探测,具有点距小、采样密度高的特点;另外,高密度电法的另一个重要特点就是可以采用交叉测量和供电方式,最大限度的提高分辨能力,降低外界因素的干扰。

1.3高密度电法的优势高密度电法需要的成本较低、效率很高,信息采集全面。

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的应用

1 引 言
与 其 它探 测 技 术 相 比 . 高 密 度 电 法 具 有 自动 化 水平 高 、 直
3 . 2 岩溶 勘探 中 的应用
以 某 桥 梁 勘 测 为 例 .通 过 对 桥 基 及 工 程 现 场 周 围 居 民 所
可 了解 到 该 地 区 的溶 洞分 布 情 况 . 观性强 、 工作 效 率 高等 优 点 。 已成 为 工程 物 探 中应 用 最 为 广 泛 在 地 的 地 质 情 况 进 行探 测 . 并 根 据 探 测 结 果 可 判 断 出该 区域 是 否 具 备 建 设 工 区 民 房 的 可 的 技 术 。其 主 要 是 对 水 文 地 质 和 工 程 地 质 情 况 进 行 调 查 、 研 究。 在 工程 物 探 中应 用 高 密度 电法 实现 了智 能 化 、 自动 化 的采 能 性 以及 安 全 性 等 。 该 区域 的 浅 层 主 要 是 由厚 度 不 等 的 砾 石 电 阻率约为 2 0 0 ~ 1 0 0 0 Q・ n l 。 其 中 工 区 中 的 岩 层 集处 理 系统 . 对 降低 故 障 发 生 率 、 提 高数 据 的 准 确 性 具 有 重 要 土 层 构 成 的 , 作 用. 进 而 为 地质 灾 害监 测提 供 有 力保 障 。
低碳技术
L OW C ARB 0N WO RL D 2 0 1 7 / 9
高密度 电法 在工 程物探 中 的应 用

【 摘
林( 湖南省建设工 程勘察院, 湖南 怀化4 1 8 0 0 0 )
要】 近几年工程物探技术呈现迅猛发展 , 其 中高 密度电法探 中,
煤 炭 层 。 结合 地 形 的 主要 特 点 , 选用 1 5 0根 电极 , 点距 为 3 m,

高密度电法勘探在工程勘察中的应用

高密度电法勘探在工程勘察中的应用

高密度电法勘探在工程勘察中的应用摘要:作为一种物探方法,高密度电法除了具有测点密度高、测得信息量大、信息较为准确等特点,并且对所测对象不会造成损伤,探测结果较为直观、精准,已广泛应用于矿山、水文、灭火、城市地质等各工程领域本文首先对高密度电法的原理进行了简要描述,接着阐述了告密度电法勘探在工程勘察中是如何运用的。

关键词:高密度电法;工程勘察;应用;反演处理引言随着我国经济的不断发展,国家的基础设施建设越来越完善,大量工程正在如火如荼的进行,同时对工程地质勘察的精度也越来越高,勘察工作也要越做越全面和详细。

而高密度电法以其数据采集量大、工作效率高、成本低、信息丰富、解释方便等优点在水利工程地质勘探中得到了广泛的应用。

但高密度电法仍存在有一定的局限性,仍是从事物探工作要逐步解决、多加研究的课题。

髙密度电法相对于其他勘探技术而言,具有更简便的操作,拥有先进性、经济性等特点,且是一种直流电法勘探技术。

高密度电法勘探目前已经被广泛应用于矿产勘察、石油勘察、地热资源勘察、不良地质现象勘察等领域。

相对于传统的勘探激素而言高密度电法勘探技术具有信息量大,对探测对象所造成的损伤小,测点密度髙等特点。

利用这种勘探方法所得到的数据直观且准确,勘探成果髙效,其在我国工程勘查的运用已经越来越广泛。

1高密度电法工作原理及特征识别1.1工作原理高密度电法集中了电剖面法、电测深等方法的优势,是一种全新的物理勘探方法,该方法不仅提供了地下一定深度范围内电性的横向变化,也提供了垂向电性的变化。

其基本工作原理是利用地下介质构成和分布的不均匀性,会导致发射的电流分布发生相应的变化。

地下介质电位的改变可以转换成相应的电阻率,通过观测记录相关电阻率的差异来研究分析在电阻率在不同空间上的分布特点和变化规律,形成多方位投影数据资料,并最终反演成像,得出隐伏地质构造和岩溶、风化层、滑坡体等地下介质分布情况以及构成的精准结构。

1.2高密度电法大特征识别根据已有地质资料,可以看出,不同岩层有着不同的物理性质。

高密度电法在工程中的实际应用

高密度电法在工程中的实际应用

高密度电法在工程中的实际应用
高密度电法在工程中的实际应用,高密度电法在工程勘察中应用十分广泛,是当今工程物探的一种主要方法。

但由于方法的局限性,受诸多方面的影响,电法异常解释具有多解性。

这就增加了资料解释的难度。

因此,在研判电法异常的同时,还结合地质情况等因素进行综合分析,对异常进行合理,准确解释。

高密度电法和传统的电阻率法相比,其基本原理大致相同。

不的是高密度观测中测点的密度较高,现场测量时,需将全部电极置在一定间隔的测点上只上,然后进行观测。

由于使用电极数量,且可以自由组合,这样我们可以获取的地电信息,可以像地震勘一样,使用覆盖式的测量方式。

与常规电法相比,高密度电法具有下优点:(1)电极一次性布设完全,可以减少干扰和测量的误差;(2)以有效的测量多种电极排列方式进行,获取关于地电结构状态的丰富的地质信息;(3)实现了对数据的自动化全部采集和收录,采速度快,没有人工误差和错误;(4)允许现场对资料实时和脱机处,大大提高了智能化程度。

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浅谈工程物探中高密度电法的应用
发表时间:
2019-03-04T15:16:59.170Z 来源:《防护工程》2018年第35期 作者: 徐涛
[导读]
长江地球物理探测(武汉)有限公司
湖北武汉 430010

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

城市管线探测在市政工程建设中尤为重要,高密度电法的主要应用是通过地表探测地下管线的空间位置,其应用前提是地下管线与周
围介质之间存在电性差异。地下管线由于种类繁多,按其材质不同,其电性特征也不同。如铸铁、钢材料等铸成的金属管道,电性表现为
相对低阻;水泥、塑料及陶瓷材质铸成非金属管道,电性表现的绝对高阻;同时管线探测信号还受周边城市环境干扰。

以某工程为例,在实际施工过程中,运用高密度电法探测地下管线,使用WDJD-4型高密度电法系统及RES2D软件,选取温纳排列装
置,电极距为
0.5m,电极道数120道,最大探测深度可达10m。根据高密度电法数据反演成果,发现在桩号32.5m处存在高阻异常圈闭,通
过现场收集管线资料数据及管线仪复核,结果表明该处为电缆沟,水泥板顶板埋深
1.1m。通过高密度电法探测直观反映出城市地下介质电
阻率分布规律,全方位直观展现了地下电性结构分布,极大地提高了管线探测的效果。
2.3
堤防隐患探测

堤防是重要的防洪工程,查明堤防隐患,对制定科学合理的安全保障方案意义重大。传统的堤防隐患探测主要采用人工巡堤及钻孔取
芯等方法,高密度电法的应用,能够打破许多传统方法的局限性,不但节省了投入成本,并且提高了施工效率,极大地增加了探测结果的
可靠性。如江西某堤防采用高密度电法探测,划分堤身土体分层,探测到埋深
8m处的隐伏渗漏通道,准确查明了堤防隐患。在河北某新堤
采用隆贝格、温纳装置两种装置以及
0.5m、1.0m两种极距开展了高密度电法探测,测线总长292km,全面查明该段堤防土体结构分布并排
查了堤防内部隐患,为堤防安全保障提供了重要参考资料。高密度电法以其施工的高效便捷,及探测成果的准确性,成为堤防隐患地球物
理探测的重要手段。同时还可利用高密度电法探测堤防土体电阻率变化,掌握浸润线的变化情况,在堤防安全监测中发挥重要作用。
3
结语

随着我国工程建设的大规模发展及推进,对于工程物探的需求更加广泛。高密度电法作为工程物探的重要手段,具有测量信息丰富、
对地下地质体的分辨能力高的优点。随着高密度电法测量仪器在智能化及轻量化研究方面取得重大进展,其野外工作效率和探测质量大大
提高。在工作中,针对不同的探测目的和地质条件,选择最合理的排列装置及极距等参数,能达到最佳的探测效果。

参考文献:
[1]
邱云海,吴西全,康元欣.试分析高密度电法在工程物探中的应用[J].大科技,2016(31).
[2]
李盈忠,胡斌辉,吴述辉.高密度电法在工程物探中的应用[J].消费导刊,2017(28).

作者简介:徐涛(1985—),男,汉族,硕士,工程师。
E-mail
:xutao2@cjwsjy.com.cn

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