直流电阻率法在地质灾害勘查中的应用.doc

直流电阻率法新的应用 PAGE PAGE 10 地质灾害勘查中的直流电阻率法 0前言 电法勘探时当前国内外地质调查、找矿、找水、解决地质灾害和岩土工程问题的一种重要勘探方法。其中，地质调查、找矿是电法勘探的传统应用领域。随着国民经济建设进行，已经从传统的应用为主转变到解决水文、环境与工程勘查应用中。 地质灾害是危害人民生命财产安全和制约社会经济可持续发展的自然灾害之一。统计资料显示，全国每年因地质灾害造成的损失高达270亿元。目前共发现各类地质灾害点百万处，每年发生地质灾害达10万次，有700多个县（市）、数万个村庄面临严重威胁。全国有24个省（区）存在地面沉陷灾害，塌陷坑总数达3万多个，46个城市和地区发生地面沉降和地裂缝灾害；人为诱发的地质灾害已经占地质灾害总数的50%。 地质灾害既是一种自然地质现象，也会受人为工程活动诱发、加剧危害的一种灾害事故。致灾主体是在自然地质作用或人为活动的的触动下，内部结构发生变化，岩石或土体性质恶化、脆弱，直至失稳破坏的特殊地质体。其岩（土）性质及结构、力学性质、电磁性质、声学性质、含水性及渗透性能等水理性质、放射性等一系列特性与围岩特性存在显著的差异这些为采用地球物理勘察技术解决地质灾害勘察提供地球物理前提。 在地质灾害勘察中，作为基本技术手段的地球物理勘探技术具有显著的优势和重要的作用。其表现在：针对不同地质灾害体需要查明的地问题，可选择适宜的地表与井中地球物理勘探方法组合，进行经济、实用的立体勘察。应用各种地球物理勘探方法的层析成像技术，获得地质灾害体直观和形象的数字图像；可以提供诱发地质灾害的地下水流向、流速等参数；可以提供灾害治理工程需要的弹性模量、泊松比、抗压强度等力学参数等。在近年开展的地质灾害调查勘察中，已经成功地应用了一批行之有效的物探方法技术。 针对性地运用地球物理勘察技术，可以方便、快捷地提供反映灾害地质体点、线、面上的丰富信息，为判断地质灾害的范围、内部结构、变形破坏的关键部位，建立灾害地质体概念模型、分析成灾机理，判断灾害地质体的稳定程度及发展趋势，为进行灾害防治与建立监测系统提供重要的基础信息。 由于地质灾害勘察的目的物尺寸较小、内部结构复杂、场地条件较差，应用地球物理勘察技术勘察地质灾害具有一定的特殊性。由于物探方法的多样性，在实际工作中，需要针对地质灾害的特征选择合适的物探方法达到解决地质灾害勘察中的地质问题。 几乎所有的地球物理方法都被应用与地质灾害的勘察。这里主要介绍地质灾害勘察中的直流电阻率法勘探方法（高密度方法除外），适用条件等。 1直流电阻率勘探方法简介 电法勘探方法具有方便、快捷、成本低，可提供异常电阻率靶体的点、线、面等的丰富信息，在地质勘察的勘查、评价、防治工作中发挥重要的作用，具有重要的地位，。 应用电法勘探方法具有一定的局限性，一般应注意如下的特点： (1) 条件性：即首先考虑探测对象是否具备可以被利用的电法勘探方法探测的前提条件。探测对象与围岩之间没有明显的电性差异，或者体积-埋深比相对较小，以及存在干扰或非目的体引起的地球物理差异无法消除或识别时，就不能盲目布置工作。 (2) 地区性：场的特征、方法的有效性，常因地而异，因具体条件而变化，因此要因地制宜，选择合适的方法。 (3) 多解性：同一物理现象，可以由多种不同的地质因素引起。而同一地质现象所处的环境不同（围岩的变化、埋深的改变、干扰因素的存在等），也造成不同的物理现象。因此，对于电法勘探异常的解释，除少数简单情况外，常难以得出单一的结论，形成多值解。只有充分对比已知的地质资料，深入研究岩石的物理性质，深化认识，才能逐步取得单一解。 1.1 电阻率剖面法 基本原理 电阻率剖面法是以地下岩矿石电阻率差异为基础，人工建立地下稳定直流或脉冲电场，按照某种电极装置形式保持电极间距不变，沿测线逐点观测，研究某一深度范围内岩（矿）石沿水平方向的变化情况，以查明矿产与研究有关地质问题的一组直流电勘探方法。 电阻率剖面法的视电阻率计算公式为 ， 式中VMN为观测电极M、N间电位差，I是流过供电AB的供电电流，K为装置系数。 观测方法 勘探目的和地形的影响不同，电阻率剖面法可采用的装置形式不同，各装置的类型、装置特点等见下表。 装置名称 装置符号 装置系数 特点 对称四极 AMNB 异常简单，勘探深度大 复合对称四极 AA’MNB’B 可同时获得两个深度的信息 联合剖面 AMN?MNB 横向分辨率高，但地形影响大 单侧偶极 ABMN a=AB=MN n= BM=1,2,? 横向分辨率高，异常形态复杂 双侧偶极 ABMNA’B’ a=AB=A’B’=MN n=BM=NA’=1,2,? 异常复杂，分辨率高，便于综合分析 赤道偶极 AMBN a=AB=MN n=AM=BN=1,2,? 可在特殊地形地