岩溶塌陷勘察中高密度电法技术的应用分析
高密度电法在岩溶塌陷区水文地质调查中的应用

2020年 1月上 世界有色金属227高密度电法在岩溶塌陷区水文地质调查中的应用王如喜(山东省第一地质矿产勘查院,山东 济南 250000)摘 要:水文地质调查是矿山建设、工程建设的基础,尤其是岩溶发育区的水文地质调查工作更是重中之重,高密度电法在岩溶塌陷区水文地质调查中具有独特的应用优势,本文对3个调查区进行研究,共推断解译出岩溶发育区87处、断点13个、断层4条、划分出了岩溶易发区4处,为该区域的进一步建设奠定了基础。
关键词:高密度电法;岩溶塌陷区;水文地质调查中图分类号:P631.3 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2020)01-0227-2Application of High-density ElectroelectricMethod in Hydrogeological Survey in Karst Collapse AreaWANG Ru-xi(No.1 Institute of geology and Mineral Resourcws of Shandong Province,Jinan 250000,China)Abstract: Hydrogeological survey is the basis of mine construction and engineering construction, especially hydrogeological survey in karst development area is the most important, high density electroelectric method has unique application advantages in hydrogeological survey of karst collapse area, this paper studies 3 survey areas. A total inference was made to interpret 87 karst development areas, 13 break points, 4 faults, and 4 stalsotic prone areas, which laid a foundation for further construction in the region. Keywords: high-density electrical method; karst collapse area; hydrogeological survey水文地质调查工作是矿山建设、工程建设的基础,尤其是岩熔塌陷区的水文地质调查更为重要。
高密度电法在保山水沟河水库岩溶勘察中的应用

高密度电法在保山水沟河水库岩溶勘察中的应用摘要应用高密度电法对云南保山水沟河水库进行探测,查明了水沟河水库提高蓄水高程后存在的渗漏隐患,探测出蓄水线范围内的的断裂构造、岩溶等不良地质体的空间位置,为坝基的后期施工提供了比较可靠的地质依据。
推测的不良地质体在后期的钻孔中得到了验证,说明高密度电法在水库岩溶勘察中探测不良地质体方面有很好的效果。
关键词高密度电法;探测;岩溶;不良地质体中图分类号:文献标识号:A 文章编号:11 引言在水库建设过程中,各种不良地质体(溶洞、断层、破碎带等)对水库蓄水、堤坝的稳定性有很大的影响。
为此,在前期水库选址的地质勘察中必须通过各种手段查找出具安全隐患的不良地质体,以便施工人员在施工过程中提前制定出合理方案加以解决。
在水库工程实施之前,可以通过实地地质调查、物探勘察、钻探勘察等技术手段,找出在设计库址地段具安全隐患的不良地质体。
在这些技术手段中,物探方法具有其它方法没有优点:①查找隐伏的断层、岩溶等不良地质体;②查找已出露不良地质体向下延伸情况;③方法投入快捷、经济、有效等。
本文以高密度电法在云南省保山市隆阳区水沟河水库勘察中的应用效果为例(文中的物探推测成果,后经钻孔的验证,证明所推测的断裂构造、岩性变化地段和岩溶发育部位等与验证结果基本吻合。
),说明采用物探高密度电法在水库岩溶勘察中探测不良地质体方面具有很好的勘探效果。
2 地质简况和地球物理概括2.1 地质简况水沟河库区出露的地层有:①第四系褐黄色、红色、灰白色粘土、回填土。
w)玄武岩夹火山碎屑岩、灰主要分布在坝体及周围。
②石炭系上统卧牛寺组(C3岩透镜体。
主要分布于场址区北部、东部(坝体对岸)。
③石炭系上统丁家寨组(Cd)灰岩夹白云质灰岩、白云岩。
主要分布于场址区西部、南部(坝基两侧)。
32.2 地球物理特征场址区内基岩主要为灰岩和玄武岩,两者电阻率差异明显,灰岩为高阻体,玄武岩为低阻体。
岩溶多为土或水充填,土或水的电阻率小于灰岩,与玄武岩基本接近。
高密度电法在景观岩溶勘查中的应用

度 电阻率法 的电极排列 有温纳 、 偶极 、 微分 、 联合 剖 面、 三极 滚动测量 等 1 4种测 量装置 , 其勘探 系 统示 意图见
分支、 复合 现象 , 般长 几十 米 , I~ 局部 2~4 一 宽 3 m,
以及具体场 地 的地 形 、 质 、 地 水文地 质条件 。
区 内溶洞 的分布 、 规模 及发展 方 向等 , 前期 勘查 工作显
高密度 电阻率法 作为一 种新发展 起来 的 电阻率方 法 , 兼具 剖 面法 和测 深 的功 能 , 点距 密 集 、 据采 具 数
得 尤为重要 。我们对 景 区范 围 内及邻 近地 区进 行 了岩
将全 部 电极 按一定 等间距 ( 最小极距 Ⅱ 沿 测线一 次性 ) 布设完毕 , 然后 通 过多 芯专 用 电缆 将 电极 连 接 到多 路
提供 了先决 条件 。
岩溶 的发 育和 地质 构造 有 密 切关 系 , 洞 发育 的 溶
地段多 位于 张性断 裂 附近 , 区 内 出露有 北 北东 向正 景 断层 , 向北 西西 , 层 贯 穿勘 查 区南 北 , 约 8k 倾 断 长 m, 岩溶分 布于此断层 活动带 产生 的次 级裂隙 中 。
摘
要 : 以河 北省 赤 诚 县 白 云 山九 莲 洞 景 区 的岩 溶勘 查 工作 为例 ,阐述 了高 密度 电法勘 探 X作 的 方 法技 术 , -
分析 了岩溶的视 电阻率异常特征 ,推测 了景 区内岩溶异常分布。高密度 电法勘 查成果表 明该 区溶 洞的分布
较 广 、规 模 较 大 ,为景 区开 发 提供 了决 策依 据 。
白云山九莲洞 勘查 区已发现溶 洞沿 山坡或 陡壁 悬 崖 呈带状分 布 , 洞 形态 以带 状 为 主 , 部 具 有膨 大 、 溶 局
关于高密度电法在岩溶路基勘察中的应用探析

关于高密度电法在岩溶路基勘察中的应用探析高密度电法(multi-electrode resistivity method),作为一种阵列式电阻率测量方法。
高密度电法这种方法可以有实时处理现场数据,同时还可以快速采集电阻率,这种方法主要是集电测深和电剖面为一体的,主要采用高密度布点,从而对二维面点断面测量,该法为我们所提供的信息量大、数据量多,而且还具有速度快,观测精度高等特点,是现阶段岩溶勘察最佳的方法之一。
为此,笔者根据自己的工作经验,对高密度电法在岩溶路基勘察中的应用进行了深入的探究。
标签:高密度电法;岩溶路基勘察;应用一、高密度电法工作原理这种方式是地下介质间的导电性差异,高密度电法同常规电阻率法相似,这种方法(具体如图一)通过A、B电极向地下供电流I,之后在有效的获取再M、N极间测量电位差△V,从而有效地得到M、N点间的视电阻率值。
高密度电法这种方法根据实测的视电阻率剖面,进行科学的分析和计算,通过这种科学合理的方式,最终有效底获取地层中的电阻率分布情况,这样一来,相关工作人员,就可以划分地层,从而更好地确定异常地层[1]。
二、高密度电法应用实例(一)分析场地工程地质概况场地主要位于广西西南部,呈东南至西北带状展布于整个西南部,场地所处地形向华南丘陵盆地过渡的云贵高原西南端,地势起伏比较大,具有诸多山顶岩石裸露,为水稻为主要种植作物。
工作人员通过对现场工程地质调查和钻探揭,发现场区地层主要是有下伏石炭系灰岩、白云质灰岩、第四系残坡积土以及白云岩等组成的。
在调查的过程中,发现地表因为含水量的不同,因此,视电阻率在50-500m范围内变化,同时还发现白云岩以及灰岩的视电阻率值l000-4500m范围内,溶洞的视电阻率和岩溶发育区的值在350-1300m范围之内,这样一来,就为接下来的高密度电法工作提供必要的物理条件。
(二)分析野外工作具体方法我们根据相关理论以野外试验结果,在本次勘察过程当中,采用六十多种电极组合的温纳装置进行科学合理测量,所测的点距3-5m,具体排列长度在180-360m,范围内,相关工作人员,将野外所测量数据有效地上传到计算当中,进而对相关数据进行处理,以便更好地做出相应的推断解释,为进一步确保相关数据的真实可靠性,还对一些突变点或是异常点进行重复检查。
典型岩溶模型的高密度电法正反演研究及应用

典型岩溶模型的高密度电法正反演研究及应用
典型岩溶是指在地质发育过程中,石灰岩、石膏、石英岩等岩石受到了化学风化和侵蚀作用而形成的特殊地质体。
典型岩溶地区的水文地质条件十分复杂,地下水流动方向不确定,地下空洞难以确定,这给岩溶开发和治理带来了很大的困难。
因此,研究典型岩溶地区的地下水动态变化规律和地下空洞分布状况,对于实现岩溶的可持续发展具有重要意义。
高密度电法是一种有效的地球物理探测方法,对于岩溶地质的研究和综合治理具有广泛应用。
本研究以典型岩溶地区为例,采用高密度电法进行正反演模拟研究,旨在探索高密度电法在岩溶地质应用中的可行性和应用价值。
本研究利用高密度电法对目标区域进行电阻率勘测,通过有限元模拟技术对勘测数据进行反演模拟,得到了目标区中地下介质的电阻率分布图像。
结果表明,高密度电法可以有效的获取目标区的地下介质电阻率信息,并可以通过电阻率数据,初步判断目标区内的岩溶空洞类型和位置。
针对典型岩溶地区的水文地质特点,本研究结合高密度电法,开展了地下水动态变化和空洞分布规律研究。
通过对反演数据的分析和处理,深入挖掘地下水流动的规律性和空洞分布的特点,为岩溶地质的治理和综合开发提供技术支持和决策参考。
本研究的结果表明,高密度电法具有较高的探测精度和准确度,在典型岩溶地区的空洞检测和地下水动态研究方面,具有较好的应用前景。
未来,可以进一步探索高密度电法在岩溶地质、
水文地质和环境地质等领域的应用,在提高地质勘查效率和丰富地质勘查方法方面具有广泛的应用前景和重要意义。
高密度电法在岩溶路基勘察中的应用

的异常 类别 有 低 阻异 常和 高 阻异 常 两大 类 ,其 中主 要 的
1高密 度 电法在岩 溶等 不 良地 质 勘察 中的适 用性
贵 州 是 一 个 岩 溶 极 为 发 育 的 省份 ,碳 酸 盐 岩 石 出 露 面 积 占全 省 总 面积 的7 3 % ,各 种类 型 的岩 溶 地 貌现 象 广 泛 分布 于 山 间 、河 谷 、盆 地 之 中 。近年 来 ,随 着 公路 建 设 的快 速 发展 ,岩 溶 作为 一 种 典型 的不 良地质 现 象 , 对公 路 的危 害越 来 越 明显 ,对 岩溶 勘察 的要 求也 越 来越 高 。但是 , 由于 岩 溶发 育 的不 确 定性 及 隐蔽 性 ,给 岩溶 勘 察 带 来 了极大 的难 度 ,仅 靠 钻探 手段 已经 很难 达 到要 求 。一 方 面 ,钻 孔 的 布设 存在 一 定 的盲 目性 ,局 部 岩溶 发育 地段 可能会 被 遗漏 ;另 一方 面 ,发 现有 岩溶 分 布 的 地段 ,也很 难探 明其 规模 、形 态 及分 布 规律 。因此 ,非
中图分类 号 :U4 1 6 . 1
文献标识 码 :A
0 引言
贵 州 省 赤 水 至 望 谟 高 速 公 路 , 白 腊 坎 至 黔 西 段 多 处 出 现 岩 溶 发 育 , 为 确 定 岩 溶 的 发 育 范 围 和 深
于溶 洞 的形 成 与节 理裂 隙 发育 、地 下 水 的活动 等 因素有 关 ,加 上溶 洞洞 壁 通常 存在 较 厚 的钙 层及 钟 乳石 等 低 电 阻物 质 ,因此 ,除 非是 大型 、特大 型 溶洞 ,大 多数 溶洞 由于低 阻屏 蔽 的影 响 ,一 般仍 然 为低 阻 反应 。因此 ,溶
字多功 能高密 度 电阻率仪 ,配分 布式 多路 开关转 换器 。 2 . 2工作 方法 及原理 WDJ D. 3 主机通过RS 2 3 2 串行 口控 制WDZ J . 3 多 路 电极
高密度电法在地面塌陷勘察中的应用

察。对不同时代的地层分界线进行 了划分,并对土层扰动、断层破碎带和岩溶进行 了探测,取得 了较好的 地质效果。同时对其成因进行初步探讨,为进一步认识地面塌陷及其治理提供了科学依据。
关■j 幻:尚密度电法l地面塌陷l灰岩I岩溶勘察 中田分类| : 613 j p3. } 文献标识碣:A 文章编号: 61 11(085  ̄ 09 0 17 — 2120 )4 09 - 3
解 释 成果 ) 。 4 2 碳 酸盐岩 分布 区的划 分 .
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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高密度 电法在 岩溶及破 碎带上 呈现 相对 低 电 阻率 特征 , 据地球 物理异 常特征 , 根 将灰 岩分 布 区 按 岩石破碎 、 溶发 育 程 度及 上 覆 第三 系 地层 厚 岩 度等 因素 , 分为三 个类 型区域 , : 划 即 ( )覆 盖型碳 酸盐 岩 、 1 岩溶 发育 区 溶发 育 、 规模 大 , 上覆第 三系地 层 。 无 ( )埋 藏型 碳酸 盐 岩 分布 区 2 灰 岩破 碎 , 部 发 局 育有 岩溶 、 规模小 , 上覆第 三系地 层较厚 。
1 工 程 概 况
武汉 市洪 山区青菱乡烽火村于 20 00年 4月初 突 发地面塌陷, 塌陷坑多达 1 处 , 8 最大陷坑直径 6 I 7I左 T 右, 陷落 6— I 7I, T 致使地表建筑物受到不 同程度 的损 坏, 其规模及危害程度为武汉地区地质灾 害史上所 罕 见。根据区域地质资料 , 塌陷区位于武汉市 近东西向
高密度电法的原理与应用

高密度电法的原理与应用1. 简介高密度电法是一种非侵入性地下勘探技术,通过在地下注入高频电流,通过监测地下电阻率来获取地下结构和岩石性质的信息。
该技术具有快速、精确、经济等优势,被广泛应用于地质勘探、水文地质、环境地质等领域。
2. 原理高密度电法的原理基于电流在地下流动过程中的电阻和电导差别。
当电流通过地下不同材质时,不同的岩石和土壤具有不同的导电性质,从而形成不同的电阻。
根据地下不同材质的电阻变化,可以推断出地下的结构和岩石性质。
3. 应用高密度电法广泛应用于以下领域:3.1 地质勘探•矿产资源勘探:高密度电法可以通过监测地下电阻率变化,找到可能的矿床位置。
特定电阻率反映不同矿石的存在,并可以帮助勘探人员进行目标矿床的发现。
•岩土工程:高密度电法可以在岩土工程中确定地层的分布、厚度和性质。
通过分析电阻率剖面,可以识别出地下土层的稠密程度、含水性质等参数,为工程设计提供基本数据。
3.2 水文地质•水资源调查:通过高密度电法,可以评估地下水资源的分布和储量。
地下水与土壤、岩石的导电性质有一定的关联,通过监测电阻率分布可以推测地下水的存在和含水层的性质。
•水文地质勘探:高密度电法可以用于探测地下水文地质条件,如寻找含水层、确定水位埋深等参数。
通过地下电阻率图像的解释,可以有效评估地下水资源的数量和质量。
3.3 环境地质•地下水污染调查:高密度电法可以用于检测地下水中的污染物浓度和分布情况。
不同污染物具有不同的导电性质,通过监测地下电阻率的变化,可以准确判断地下水的污染程度。
•环境监测:高密度电法可以用于监测地下储层的稳定性、溶洞的分布和岩溶地区的环境变化。
通过对电阻率分布的解释,可以判断地下空洞、结构变化等可能对环境产生影响的因素。
4. 优势与局限性4.1 优势•非侵入性:高密度电法可以在不破坏地下结构的情况下获取地下信息,对环境无污染。
•快速高效:高密度电法可以快速获取大范围的地下电阻率数据,并通过数据处理获得地下结构信息。
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岩溶塌陷勘察中高密度电法技术的应用分析作者:周正茂
来源:《中国新技术新产品》2012年第19期
摘要:高密度电法具有效率高、信息量大、直观、工作条件宽松等特点,是近些年引入的物探方法,广泛应用于灾害地质勘察中。
在灰岩分布区应用高密度电法勘察第四系土洞、灰岩岩溶、断裂发育等,能取得较好的地质效果。
关键词:地灾勘察;灰岩;高密度电法;土洞;岩溶
中图分类号:TV223.3+3 文献标识码:A
南岸区是重庆市的工业基地之一。
解放60多年来,特别是改革开放以来,南岸区经济迅速发展,城镇面貌发生了深刻变化,成为重庆市规划发展的经济贸易中心和风景旅游的重点地区。
南岸区弹子石村岩溶塌陷地质灾害于上世纪90年代末开始出现,至今共有6 处岩溶塌陷坑群,共计发生35个塌陷坑,造成弹子石村内公路坍塌,威胁村内住户,为了查清区内地下溶洞的分布范围,是为进一步治理提供依据,决定利用地球物理勘查方法进行探测,场地的地层自上而下有:素填土、含砾粉质粘土、碎石土、灰岩等。
根据该区各地层岩石的电阻率,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。
灰岩区内的地质灾害发育主要是土洞和溶洞、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,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一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,而也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,流程见图1。
图1 高密度电法工作系统示意图
2 高密度电阻率法探测及解译成果
根据勘察区内地形地貌以及已发生岩溶塌陷现状,在工作区内布设高密度电法剖面线3 条,其中Ⅰ、Ⅱ号剖面线平行布设于勘察区内五线公路两侧,Ⅲ号剖面垂直布设于五线公路东侧。
剖面线共60 根电极,电极间距为5- 10m,采用A-MN排列法进行探测。
探测解译结果如下:
(1)下图Ⅰ剖面线高密度电法测量的电阻率反演图(见图2),该图为A-MN 排列高密度电法探测的反演结果,从图中可以看出,在170m-185m 之间,距地表6m-13m 之间出现电阻率低值区,推测之下为溶洞或溶裂,顶部第四系为5- 10m。
根据本条高密度电法测量解译结果在电阻率异常区布设钻孔验证,在地表下5-15m 处出现两处溶洞(见图3)。
(2)下图为Ⅱ号剖面高密度电法测量的电阻率反演图(见图4),该图为A-MN排列高密度电法探测的反演结果,在120m-150m之间,距地表20m左右出现电阻率低值区,推测之下为溶洞或断裂带,顶部第四系为5-10m。
根据本条高密度电法测量解译结果在电阻率异常区布设钻孔验证,在地表下18m处出现溶洞(见图5)。
(3)下图Ⅲ剖面高密度电法测量的电阻率反演图(见图6),该图为A-MN排列高密度电法探测的反演结果,该条剖面电阻率变化均匀,未出现电阻率异常区,因此推断该区域地下灰岩较完整,无地下溶洞活裂隙。
根据该区域钻孔验证,该区域灰岩较完整,未发现溶洞、溶隙等。
根据本次高密度电阻率法探测的结果,进行钻孔验证,说明本次高密度电阻率法进行岩溶塌陷地质灾害勘察是成功的。
结语
高密度电法兼具剖面法和测深的功能,具有点距小、数据采集密度大的特点,能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、产状等。
在灰岩分布区应用高密度电法,了解第四系土洞
发育、灰岩岩溶、断裂发育情况以及确定灰岩的分布情况,能取得较好的地质效果。
高密度电法断面结果反映的是灰岩与上覆第四系地层的平均电性反映,当灰岩表面溶蚀发育而呈锯齿状时,断面测量资料能反映灰岩面总体起伏状况。
地形起伏地段的断面实测结果,应进行二维地形校正,以消除地形影响,使测量断面与实际断面更接近。
探地雷达、浅震法也是岩溶勘察的有效物探方法。
灰岩分布区,地形、地质情况相对复杂,各种物探方法都受一定条件限制,如高密度电法要求接地条件较好并有一定的排列展布长度,因此,在城区等一些地形、地物条件相对复杂的地区进行岩溶物勘察时,应进行综合物勘察,利用不同方法对不同的地形、地物、地质条件适用性,尽可能多的获取物探资料进行综合解释,便能取得理想的勘察效果。
本次探测表明高密度电阻率法用于勘察灰岩地区的岩溶塌陷地质灾害是可行的,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。
因此建议在灰岩地区的地质灾害勘察中,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。
参考文献
[1]张旭升.大连市金州区钓鱼台岩溶塌陷地质灾害治理补充勘察报告[R].2005.
[2]王兴泰.高密度电阻率法及其应用技术研究[J].长春地质学院学报,1991(3):341- 344.。