導(dǎo)語：談巖溶勘探高密度電法運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

高密度電法是一種陣列式電阻率測(cè)量方法。該法可以實(shí)現(xiàn)電阻率的快速采集和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，它集電剖面和電測(cè)深于一體，采用高密度布點(diǎn)，進(jìn)行二維地電斷面測(cè)量，提供的數(shù)據(jù)量大、信息多，并且觀測(cè)精度高、速度快，是進(jìn)行巖溶勘察的最有效的物探方法之一。

1高密度電法的原理

1．1高密度電法工作原理

高密度電法的基本工作原理與常規(guī)電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場(chǎng)作用下地層傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況。高密度電阻率法的原理是地下介質(zhì)問的導(dǎo)電性差異。和常規(guī)電阻率法一樣它通過A、B電極向地下供電流J，然后在M、N極間測(cè)量電位差△、，，從而可求得該點(diǎn)(M、N之間)的視電阻率值，見圖1。根據(jù)實(shí)測(cè)的視電阻率剖面進(jìn)行計(jì)算、分析，便可獲得地層中的電阻率分布情況，從而可以劃分地層，確定異常地層等。高密度電法工作原理圖如圖1。

1．2高密度電法的設(shè)備組成

高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由主機(jī)、多路電極轉(zhuǎn)換器、電極系統(tǒng)3部分組成[1]。目前國(guó)內(nèi)外高密度電法儀器可分為2類：一類的設(shè)計(jì)思想源于集中式的地震儀，特點(diǎn)是均需在電纜和儀器之間連接一個(gè)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(相當(dāng)于地震儀的覆蓋開關(guān))，設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，由于一般采用普通多芯電纜，抗干擾能力較差，須加大供電電流以提高信噪比。另一類設(shè)計(jì)思想源于分布式地震儀，國(guó)內(nèi)以吉林大學(xué)工程技術(shù)研究所的E60BN、E60C為代表，電極通過各自的智能開關(guān)共用九芯電纜與主機(jī)相連，可以把這類儀器稱之為分布式高密度電法儀。特點(diǎn)是輕便，由于電纜只有9芯，可以做成屏蔽電纜，提高了抗干擾能力。整套系統(tǒng)簡(jiǎn)潔可靠(見圖2)，工作時(shí)除主機(jī)(實(shí)時(shí)彩色剖面)、一塊24Ah電瓶、9芯電纜、電極、再不需任何其他輔助設(shè)施。此次工程使用的即為E60BN。

2工程實(shí)例

2．1工程地質(zhì)概況

閣丫溝大橋位于擬建杭瑞高速公路貴州境遵義至畢節(jié)第三合同段。其橋型結(jié)構(gòu)為左幅ZK148+922．690~ZK148+502．690，總長(zhǎng)580m上部結(jié)構(gòu)為19～30m預(yù)應(yīng)力砼先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T形梁橋。右幅YK148+922．578～YK149+508．578，總長(zhǎng)586ITI。上部結(jié)構(gòu)為19～30rn預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T形梁橋，下部構(gòu)造其橋墩為鋼筋混凝土雙柱式墩，兩岸橋臺(tái)均為U形橋臺(tái)。設(shè)計(jì)荷載為公路一I級(jí)；橋面凈空：2×凈11．25ITI。橋位區(qū)地處貴州高原北西部山區(qū)向云南高原過度的斜坡地帶上，位于雙山鎮(zhèn)北東約5km處，地勢(shì)起伏較大，橋位區(qū)附近海拔138214901TI，最大相對(duì)高差108m，大橋橫跨一箱型谷地，兩岸橋臺(tái)為斜坡地形，縱坡陡，坡上植被不發(fā)育，自然坡度2O～4O。之間，橋軸線通過的地面標(biāo)高為1363～1416m，最大高差53m，兩岸橋臺(tái)基巖出露。屬高原型構(gòu)造侵蝕溶蝕型中高山箱型谷地地貌。橋區(qū)出露地層由新到老為：第四系(Qel+d1)碎石土、三疊系下統(tǒng)夜郎組上段(Tly)泥質(zhì)粉砂巖及永寧鎮(zhèn)組(Tlyn)灰?guī)r。巖層綜合產(chǎn)狀281。35。

2．2野外工作方法

根據(jù)勘察要求及現(xiàn)場(chǎng)地形，測(cè)線布置為：分別沿ZK148+836～zK149+013軸線、ZK149+078~ZK149+525軸線、YK148+820～YK148+980軸線、YK149+136～YK149+576軸線、YK148+866～YK149+583軸線分別布置一條縱向測(cè)線，編號(hào)分別為DF1～DF1、DF2～DF2、DF3~DF3、DF4~DF4、DF5~DF5。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工作前，根據(jù)《水利水電工程物探規(guī)程>(SL326-2005)對(duì)儀器進(jìn)行了自檢，本次工作使用的E60BN型電法儀工作性能良好。高密度電探測(cè)量前，清除了每根電極處表層松散層及雜草，在干燥地方采用澆水的辦法盡量減少接地電阻，在電纜與每根電極的接口連接處，用絕緣膠帶包裹，防止漏電，保證測(cè)量質(zhì)量。

2．3資料解釋與成果分析

2．3．1資料解釋

對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)，先使用Surfer軟件和二維電阻率反演成像軟件RES2DINV進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)輸入測(cè)線地面高程數(shù)據(jù)，作地形校正，再據(jù)經(jīng)驗(yàn)在軟件中合理設(shè)置解釋所必須的參數(shù)。電阻率參數(shù)值見表1。這些準(zhǔn)備工作完成后，運(yùn)行軟件進(jìn)行反演解釋，在解釋過程中，隨時(shí)調(diào)整參數(shù)，以便使結(jié)果真實(shí)合理，計(jì)算結(jié)果用等值線圖和電阻率色度圖表現(xiàn)，兩者結(jié)合，綜合解釋。

2．3．2成果分析及地質(zhì)解釋

根據(jù)理論計(jì)算及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本次電法勘探反映的深度在25~30m之間。根據(jù)用Surfer軟件繪制的電阻率等值線圖和高密度電阻率數(shù)據(jù)反演軟件反演結(jié)果，并結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪資料，解釋如下：DF1～DF1：表層低阻為覆蓋層，分布較不均勻，覆蓋層厚0．0～2．0ITI；基巖強(qiáng)風(fēng)化層一般厚1．0～3．01TI，局部深達(dá)7m；無大規(guī)模巖溶發(fā)育。DF2~DF2：測(cè)區(qū)兩岸坡大部分基巖出露，覆蓋層一般厚0．O～3．0m，局部厚達(dá)i0．0m；中部溝谷洼地覆蓋層較厚，一般為5．O～10．0m，局部厚達(dá)25．0m；基巖強(qiáng)風(fēng)化層一般厚1．O～5．0m。測(cè)區(qū)溶溝溶槽發(fā)育，其中ZK149+414～ZK149+473、ZK149+498~ZK149+507段呈現(xiàn)2處低阻異常，埋深均在6m以下，探測(cè)深度內(nèi)未見底，推測(cè)兩處均為巖溶破碎帶異常。DF3～DF3：測(cè)區(qū)大部分基巖出露，覆蓋層一般厚0．0～1．0IT1；基巖強(qiáng)風(fēng)化層厚1．5～7．9m。DF4DF4：測(cè)區(qū)部分基巖出露，覆蓋層一般厚0．O～13．0m，局部深度未見底；基巖強(qiáng)風(fēng)化層厚1．O～12．01TI。測(cè)區(qū)溶溝溶槽、巖溶異常發(fā)育，其中YK149+5O3～YK149十540段有2處巖溶低阻異常，埋深均在10m以下，探測(cè)深度內(nèi)未見底，推測(cè)為巖溶破碎帶異常。DF5~DF5：測(cè)區(qū)兩岸坡大部分基巖出露，覆蓋層一般厚0．O～3．0m，局部厚達(dá)23rn；中部溝谷洼地覆蓋層較厚，一般為5．0～10．0m，局部深度未見底；基巖強(qiáng)風(fēng)化層一般厚1．0～5．0rn。測(cè)區(qū)溶溝溶槽發(fā)育，其中在YK148+988～YK149+015、YK149+056～YK149+105、YK149+51O～YK149+536段呈現(xiàn)4處低阻異常，埋深均在15121以下，探測(cè)深度內(nèi)未見底，推測(cè)3處均為巖溶破碎帶異常。解釋圖見圖3、圖4。

3結(jié)語

高密度電阻率法同常規(guī)電阻率剖面法、測(cè)深法相比，既能提供探測(cè)地質(zhì)體在某一深度沿水平方向的電性的變化趨勢(shì)，也能反映地質(zhì)體在沿垂直方向不同深度電性的變化情況。高密度電阻率法主要有如下優(yōu)點(diǎn)[2]：①電極布設(shè)，一次完成。測(cè)量過程中無須更換電極，可以防止因電極設(shè)置而引起的故障和干擾；②能有效地進(jìn)行多種電極排列方式的參數(shù)測(cè)定，可以獲得較豐富的關(guān)于地電結(jié)構(gòu)的信息；③數(shù)據(jù)的采集和收錄實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化(或半自動(dòng)化)，不僅采集速度快，而且可避免人工操作引起的誤差和錯(cuò)誤；④可以實(shí)現(xiàn)資料的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理或脫機(jī)處理，可以根據(jù)需要自動(dòng)繪制和打印各種成果圖件，大大提高了電阻率法的智能化程度；⑤與傳統(tǒng)的電阻率法相比，成本低、效率高，信息量豐富，解釋能力方面顯著提高。但是，高密度電法是一種較新的物探方法，需要通過實(shí)踐應(yīng)用和總結(jié)歸納對(duì)該方法進(jìn)一步完善。本次工程實(shí)例，通過分析閣丫溝大橋下伏巖溶的高密度電法技術(shù)應(yīng)用成果，結(jié)合鉆探驗(yàn)證，證明高密度電法在巖溶勘察中能準(zhǔn)確地查明地下巖溶情況，推測(cè)埋深和規(guī)模。