工程物探电阻率法讲解报告.ppt

第五章 电阻率法的基础知识;电阻率法勘探的基本原理及物理基础： 电阻率法是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的大地中稳定电流场的分布规律来探测地下地层结构，了解地下地质构造特征，达到解决水文、工程与环境地质问题的目的，或寻找矿产资源的一类电法勘探方法。 ;第一节 岩土介质的电阻率 ;各类岩石的电阻率分布范围;介质名称 ;二、影响电阻率的因素 （1）岩土介质自身的组份； （2）结构、构造，孔隙度及含水性； 一些孔隙度大而渗透性强的岩层，如砂层、砾 石层等，其电阻率明显地取决于含水条件。 石灰岩的电阻率一般比较高，但当其中发育有 溶洞、溶隙且充填有不同矿化度的地下水时，其电阻率会大幅度下降。 水溶液的电阻率与其矿化度有密切的关系。 （3） 岩石中水溶液的电阻将随温度的升高而降低。 ;三、层状介质的电阻率; 各向异性系数定义为： 由于?n ?t ，所以各向异性系数?总是大于1。;2. 纵向电导与横向电阻 “横向电阻”和“纵向电导”的定义： 假设在层状介质中取底面积 为1平方米、厚度为h 的六面 岩柱体，则当电流垂直岩柱 体底面流过时，所测得的电 阻称为横向电阻，用符号T 表示，单位为欧姆（?）。 横向电阻在数值上等于电性 层的厚度与电阻率的乘积， 即 T=h?? ;当六面岩柱体由若干个厚度和电性不同的岩层所组成时，则按串联电路原理，其总的横向电阻为：;通过截面上单位面积的电流称为电流密度 j , 如果电流均匀分布在导体 的截面S上，则这截面上所有各点的电流密度为 ： j = I / S （2）、欧姆定律 欧姆定律是描述电压、电流强度和电阻之间的关系的定律，其数学表达式为：;（3）、电场强度的表达式 在均匀电场中沿电场方向的任意两点之间的电压降 （或电位差）?Uba同两点间的距离?r及电场强度 E之 间的关系为： 在非均匀电场中，在任一微小的体积元内，电场可近似 认为是均匀的，这时式（C）仍然成立。式（C）表明， 电场强度在数值上等于沿场强方向的电位梯度（电位的 最大空间变化率），式中的负号是表示场强的方向是指 向电位降落的方向。;1. 欧姆定律的微分形式;2. 克希霍夫定律 在稳定电流场中，任何一个不 包含源的闭合曲面的电流密度 通量等于零，即;3.稳定电流场的势场性 就场中某一点而言，单位距离上电位（U）的变化（即电位梯度）就等于该点的电场强度，电位的降落方向表示了场强的正方向。即 ： 在直角坐标系中， 上式可以写成如下形式：; 4. 稳定电流场的基本方程 将（5.2.1）和（5.2.5）代入（5.2.4）式便可得到稳定电流场 所满足的微分方程：;二、点电源电场 研究点源电场分布的必要性;二、点电源电场 1. 一个点电源的电场 设在电阻率为?的无限半空间的地表，有一点 电源A，其电流强度为+I。在距电源A为rAM 的M点的 电流密度为：;再将(5.2.8)代入(5.2.5)式，则得;一个点电源的电场;2. 两个点电源的电场 根据电场的迭加原理，可以写出观察点M处的的 电位表达式：;两个异性点电源的电场;三、大地电阻率的测定 ;;第三节 电阻率法的物理实质;当MN??AB时，其间的电场可以认为是均匀的，因此;(5.3.4);地下有电性异常体存在时,电流场的分布形态;;三、电流密度随深度的分布 研究电流密度随深度的分布的意义 ;B;C;讨论在均匀半空间中电流密度随深度的变化：;在AB的中垂线上深度为 h 的M点处的电流密度为：;电流密度 随深度的 规律变化;第四节 电阻率法的仪器、设备简介; 直读法的误差分析;其读数相对误差为：;补偿法测量的基本原理： 补偿法测量是人为提供一可知的补偿电位差?UK，使之 与待测电位差?UMN 相等，当?UK与?UMN大小相等方 向相反时，它们之间达到平衡。将出现平衡状态时的?UK 记录下来，它就等于被测电位差?UMN 。在补偿电路与 被测电路达到平衡时，输入电路无电流通过，所以补偿 法测量的输入阻抗较高（相当于仪器内阻很高），测量 结果受电极接地电阻影响较小。 ;三、电子自动补偿仪的工作原理;第六章 电剖面法;电剖面法常 用的电极排 列简图 （a）联合剖