探究电极间距对高密度电阻率验结果影响.ppt

探究电极间距对高密度电阻率实验结果的影响 组员：路彧 胡敏航 安世明 李思珊 李刘妮 一、实验目的 高密度电法野外实际工作中，难免会遇到由于实验人员认真程度和实验地点实际状况的影响导致实验电极插入间距与理论值不同，所以本次实验的目的就是探究电极插入土层的间距对高密度电法反演地层电阻率大小分布结果的影响。 二、实验原理 土壤及各种岩石中含有各种导电性溶质，岩石种类不同导电性能也随之变化，而且导电性能同时受湿度、温度、压力等外界因素影响。本实验中为了研究电极插入土层的间距对高密度电法反演地层电阻率大小分布结果的影响，采用了控制变量法，保证湿度、温度、压力、电极插入深度不变，然后改变电极间距，比较实验结果有何不同。 三、实验仪器 该实验使用的是MGMD-6分布式高密度电阻率成像系统，它具体由以下几个部分组成： WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统主机 PDS-1分布式开关适配器、分布式开关电缆与不锈钢电极 PDZ-1分布式开关自检器3 全WINDOWS版的高级电法处理软件 四、实验地点 黑松林 五、实验过程 （1）布置测站 （2）敷设导线 （3）电极接地 （4）漏电检查 （5）测站观测 改变电极间距 （1）第一次改变电极间距 将8米处的电极移动到7.4米位置； 将10米处的点极移动到10.6米的位置；将20米处的电极移动到20.5米处。 然后重复数据采集的实验步骤。 （2）第二次改变电极间距 仅将20米处的电极移动到20.5米处。然后重复数据采集的实验步骤。 六、数据处理和分析 1、数据处理 （1）Wenner-α排列数据处理 ——设置软件参数： 1、Optimise damping factor 2、Finite mesh grid size设置为 4 3、Use finite-element method 4、Mesh refinement 5、Number of iterations 设置为5，对于本实验5次已经可以得到很好的结果 6、Include of model resistivity values 7、Choose logarithm of apparent resistivity 8、Jacobian matrix calculation 设置为每次反演都重新计算雅克比矩阵，这样更为精确，并且由于数据较少，不会明显增加计算时间 9、Type of optimisation method 设置为standard Gauss-Newton 10、Allow number of model blocks to exceed datum points其余的设置使用软件默认值 实验结果： 这是标准的电极间距测出的实验结果 结果分析 根据标准电极间距的实验结果可以发现由地表到地层深处电阻率逐渐减小，在地表17米到22米处电阻率相对较大，对比下图可以发现，因为这个位置地表暴露，没有草坪保护，所以相对较为干燥，所以电阻率会大。大约在深度超过3米的位置，测得电阻率非常小了，这说明地层越深，水分含量相对更多，这样的话测得的电阻率数值就会变小。 接下来将第8个电极向左移动0.6米； 将第10个点极向右移动0.6米； 将第20个电极向右移动0.5米。 测出的实验结果 接下来是仅将第20个电极向右移动0.5米所测得的结果 三次实验结果的对比 α方式的对比 从图像的对比上来看，电极插入间距的改变并没有改变地层深度加深电阻率减小的结果，电阻率分布的大致情况没有变化， 但是某些局部位置的电阻率会和标准值有异常。比如地表1米深，9米位置出现了高电阻率异常，这在标准图像中是不存在的。 还有在地表13米下方深为1.3米处的高电阻率现象在第二次的图像中表现不是很明显，而在第三次实验图像中仍有显示。这说明电极间距改变较大，图像变化也将变大。 根据以上分析，可以得到结论，如果电极间距不可避免的发生改变，减小改变量，能够减小实验结果的误差。 β方式的测量结果 在β方式的对比中，可以很容易的发现实验图像的变化并不像α方式实验中的变化那么明显。电阻率分布基本和