第３２卷第２１期 ２０１６年１１月 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．２１ ＮＯＶ ２０１６ 高密度电法在勘察工程中应用分析与评价 郑 龙，马紫娟，王文丽 （中国地震局兰州地震研究所，甘肃兰州７３００００） 摘要：高密度电法是现今在工程勘察中运用广泛的物探方法之一。它具有自动化程度高．工作效率高．异常现象 直观等优点，在管线探测、物探找水、岩溶及地质灾害调查等工程物探中已逐渐成为常用的方法。本文中。将运用高 密度电法在兰州某场地进行场地地层反演，并运用前期工程勘察手段加以佐证．再一次证明高密度电法在实际工 程中的实用性 关键词：高密度电法；２１２程应用：地层反演 中图分类号：ＴＵ＿４５ １概述 高密度电法属于电阻率法的范畴．它是在常规 电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法．仍然是 以岩土体的电性差异为基础．研究在施加电场的作 用下。地下传导电流的变化分布规律。高密度电法 利用程控电极转换器．由微机控制选择供电电极和 测量电极．实现了高效率的数据采集．已经成为常 规物探方法之一［１１ 式为： ｐｓ＝Ｋ 式中Ｋ为装置系数；△。 为ＭＮ两级的电压，单位 Ｖ：Ｉ为电流．单位Ａ。 高密度电法工作流程如图１所示．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 高密度电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ｆ几十至上百根１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 测量数据。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 可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微 机后．还可对数据进行处理并给出关于地电断面分 布的各种物理解释的结果。显然，高密度电阻率勘探 技术的运用与发展．使电法勘探的智能化程度大大 向前迈进了一步团 高密度电阻率剖面一般采用拟 断面等值线图、彩色图或灰度图来表示，由于它表征 了地电断面每－－Ｎ点视电阻率的相对变化，因而。该 图在反映地电结构特征方面具有更为直观和形象 的特点［３］。因此，也在管线检测、物探找水、岩溶及地 质灾害调查等工程物探中逐渐成为了常用的方法吲。 圈 ２高密度电法的工作原理 高密度电法中研究中开始的排列方式主要有 三种： ，Ｂ和 【５彻，运用最为常见的为温纳装置，即 当发射电极ＡＢ和接受电极ＭＮ满足ＡＭ＝ＭＮ＝ＮＢ 图１ 高密度电法工作示意图 ２高密度电法的实际应用 ２．１ 高密度电法解释基础 实际工程场地地层结构简单．自上而下可分为 时的装置系统，其测量的电阻率ｐｓ，单位Ｑ・ｍ，表达 三层：①杂填土，②黄土状粉质粘土，卵石层，现自 甘 肃上而下分述如下： 科 技 第３２卷 层顶高程１７５７．０８ １７６３．７５ｍ．钻入该层２．９ ８．１ｍ未 穿透，杂色～青灰色，粒径多为４０～９０ｍｍ．多呈亚圆形 ①杂填土（Ｑ ）：厚度０．５ １．２ｍ，黄褐～灰褐色， 稍湿，以粉土为主，混卵、砾石和建筑垃圾，定为素填 或次圆形，卵石粒问充填物以粗砂为主．分选和磨圆 岩、石英岩等，该层在场地内普遍分布，地层较稳定 堪 射 辩 土不合理上部可见较多的植物根系、腐殖质及虫孔． 外孙良好，稍密 中密，母岩岩性主要为砂岩、灰岩、花岗 结构疏松 ②黄土状粉质粘土（Ｑ ）：层厚８．４～ｌ５．４ｍ，西厚 东薄，层顶埋深０．５～１．２ｍ．层顶标高１７７１．０６～ １７８７２．５８ｍ，连续分布，土质较均匀，黄褐～红褐色．稍 湿，干强度低，韧性中等，摇震反应慢，稍有光泽 ２．２高密度电法结果分析 由于场地地形限制。本次高密度电法测试采用 道间距为５ｍ，可以探测的最大深度为３３．８ｍ 高密 度测线的测试方向为由西向东。反演得到的数据出 图．如图２所示 ③卵石层（Ｑ 州）：埋深约９．６ １５．９ｍ，西深东浅， ｃ枷ｍｉ鳢研，… ¨ 穰● Ｉｌｌ 嘲 搬 钿 Ｉｈ Ｉｌｌ §蘸ｌ＊ ＿－－一ｌ毯罐鹫■籀ｓｎｍｍｍｍ ＇ 董｝ Ｕ．Ｉ 斟．， 铺 耐 １ 埔ｎ ｝ｌ４舟．｝ 黼Ｉｌ嚣ｌｒ．呐ｔｌｌＩｔ 图２高密度测线反演地电阻率曲线 根据反演得到的数据图，剖面大致分为两层． 程勘察Ｔ作中也是必不可少的 分界面稍有起伏。地表至反演深度１５ｎ１为相对低电 参考文献： 【ｌ１ 袁忠明，韦乙杰．高密度电阻率法偶极装置在某道路工 阻率层，电阻率在６７．３ｎ．ｍ之下；１５ｍ以下为相对 高阻层，电阻率在６７．３ｎ・ｍ之上．推测该地层为卵 石层。这与前期勘察所得到的数据基本吻合．高密 度电法也反映出卵石层西深东浅的现象 程岩溶探测中的应用【Ｊ］．工程地球物理学报，２０１５，ｌ２（１）： ７２－７４． ［２］ 董浩斌，王传雷．高密度电法的发展与应ＮＩＪ］．地学前缘 （中国地质大学，北京），２００３１０（１）：１７１－１７６． ３ 结语 １）根据勘察结果和高密度电法解析结果．可以 看到．高密度电法基本能够反映出地层埋藏深度． 起伏状况．并且可以和前期勘察结果相一致 可以 认为．高密度电法在Ｔ程勘察中的应用是具有一定 的实用性的 【３Ｊ 赵光辉．高密度电法勘探技术及其应用［Ｊ］．矿产与地质， ２００，２Ｏ（２）：１６６一Ｉ６８． 【４１ 刘晓东，张虎生，朱伟忠．高密度电法在工程物探中的应 用ＩＪ１．工程勘察，２００１（４）：６４—６６． 【５】 王运生，王旭明．用目标相关算法解释高密度电法资料 【Ｊ］．勘察科学技术，２００１（１）：６２—６４． 【６１ ｄｅＧ ＲＯＯＴ－ＨＥＤＬＩＮ Ｃ，ＣＯＮＳＴＡＢＬＥ Ｓ．Ｏｃｃａｍ’ｓ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｓｍｏｏｔｈ，ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒｍ ｍａｇｎｅｔｏ ２）本次物探工作中。高密度电法对于地层的大 体埋深等方面具有较高的反应．但是对于规模较小 的透镜体以及层厚较小的土层．精度还是不够 所 以，结合必要的工程勘察手段以及其他资料．在工 ｔｅｌ—ｌｕｒｉｃｄａｔａ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９９０（５５）：１６１３－１６２４． ［７】 ＳＡＳＡＫＩＹ．Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｉｎｆｅｒｒｅｄｆｒｏｍ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｓｐｅｅｔｉｎｇ．１９９２，４０９５３．