电阻率法.docVIP

电阻率法 1、电阻率法是以地壳中岩石的导电性差异为基础，通过观测与研究人工建立的地中稳定直流或者脉动电场，按某种极距的装置形式沿测线逐点观测，研究某一深度范围内岩（矿）石沿水平方向电阻率变化，以查明矿产资源和研究有关地质问题的一组直流电发勘探方法。 电阻率剖面法的应用主要在于：填图、追索断层破碎带、确定基岩起伏，追索各种高低阻陡倾斜地电体及接触面、查岩溶发育带。 电阻率装置如下： 二级装置（AM）如图 这种装置的特点是供电电极B和测量电极N均置于“无穷远”处接地。无穷远是相对概念，若B极在M点产生的电位或A极在N点所产生的电位相对于A极在M点所产生的电位可以忽略不计时，便可以认为B极或N极位于“无穷远”。因此，二极装置实际上时一种测量电位的装置。OB、ON10AM，且OB，ON5 倍的剖面长度。观测结果记录点O一般为AM中点。 三级装置（AMN）如图； 将电极B置于无穷远处，并OB垂直于剖面线方向；观测记录点O为MN 中点； 且OB≥5OA。 联合剖面装置（AMN或MNB）： 本质为将两个三极装置对称于测量点布置，负极C 为理论上的“无穷远” 垂直剖面方向布极，观测点O为MN中点， 且OC≥5AO。 装置系数K计算公式为 对称四极装置（AMNB）： 这种装置是AM=NB，记录点O在MN中点， 当AM=MN=NB时，称为温纳装置 当AMMN时，称为施仑贝尔装置 装置系数K计算公式为 中间梯度装置（MN） 这种装置供电电极AB的距离取得很大，且固定不动；测量电极MN在AB中间三分之一地段逐点测量，记录点O取MN中点。 一般情况下，取MN=（1/30—1/50）AB 偶极装置（ABMN）： AB 与MN 均以偶极方式对称置于观测点两侧, 记录点O取BM中点 装置应用（复制） 1? 四极对称(Wenner)方法 ??? 四极对称在传统电阻率法占有很重要的地位，也是我们常用的一种方法，其装置示意图如图1所示。 图1? 四极对称装置示意图 Fig. 1? The schema of wenner array ??? 在图中，A、B为供电电极，M、N为测量电极，a为电极极距，n为检测剖面的层数。从这种装置形式看，这种方法具有较好的水平分辨率，异常明显等特点，无需拉设远电极，可以在较小的区域内进行，水平抗干扰能力也较强，因此在水文及工程地质调查中获得了广泛应用。这种方法的缺点是勘探深度受电极数目影响大，一般用于较浅的工程勘察。 ??? 下面介绍四极对称在城市混凝土路面上的特殊应用。由于混凝土路面坚硬，检测电极无法按常规方法打入地面进行测量，采用了软电极来解决这个问题。 ??? 其上部为导电电极，下部为空心向下开口，用吸水性强的海棉予以填充。野外实际操作时，将特殊配置的导电液注入海棉中，然后逐个放在混凝土表而的各个测点上，再将电极开关依次连在电极上，就可以进行测试了。下图就是我们应用这种软电极，采用Wenner装置形式，在浦东机场某供水站水泥地面塌陷检测的成果图。 图2? 上海浦东机场某地地面塌陷检测成果图 Fig. 2? The resolution of subsiding in Pudong Shanghai ??? 由图可以看出，12m～14m的区域有一个明显的低阻区，分析后得出：由于该区域地基土质疏松，使含水量增加，从而造成地基承载力下降，最终导致地面塌陷。 ??? 2? 二极装置的应用 ??? 二极法作为一种有效的方法，最早在日本得到广泛应用，近年来在我国也渐渐为大家所接受和应用，其装置示意图如下： 图3? 两极装置示意图 Fig. 3? The schema of pole - pole array ??? 在上图中A为供电电极，M为测量电极，a为电极极距，n为检测剖面的层数，B为供电的无穷远极，N为测量的无穷远极。 ??? 从装置示意图上，我们可以看出这种方法具有良好的垂直分辨率，可以用较少的电极勘探较深的深度异常，而且大的剖面可以分段检测，处理时将文件逐个拼接，再连接成整个剖面。适用于在大范围、深地层的检测，缺点是供电远极和测量远极易受场地限制，有时资料还需要进行远极校正。下面结合两个实例对这种方法进行进一步介绍。 ??? 2.1? 两极法在堤坝检测中的应用 ??? 近年来水灾频发，堤坝渗漏、管涌、坍塌和决口已严重危害人民财产和生命安全。居安思危，为杜绝隐患，对已有堤坝的完整性、坚固性进行检测已势在必行。下图为上海浦东某地堤坝由于出现渗水，进行压密注浆加固处理过程中，对堤坝的加固效果进行的实时检测。采用二极法装置，极距1