高密度電測深法在工程勘察中的應用淺析

楊文鵬

(山西省勘察設計研究院，山西 太原 030013)

高密度電測深法在工程勘察中的應用淺析

楊文鵬

(山西省勘察設計研究院，山西 太原 030013)

工程勘察作為工程建設的關鍵，其勘察的結果將直接影響到工程建設方案的制定。本文簡要分析了高密度電測深法的基本原理，并根據某工程勘察的實際案例，對其應用進行介紹。

高密度電測深法 勘察 應用

電法勘探作為勘探地球物理學當中的分支，是電學、電化學等學科在找礦當中所發展起來的一門應用的分支。對這種方法的應用可追溯到19世紀的初期，并超過了100年的歷史。我國對于電法勘探的應用是從上世紀30年開始，經過至今80年的發展，在基礎理論、技術應用等方面都取得很大的吃呢國際，從而使得當前的電法勘探成為應用最為廣泛，種類最為齊全的一門學科。

同時隨著我國近些年基礎設施建設的加劇，電法勘探開始被大量應用在工程建設、地質勘探、考古、水文勘探等方面，其最為重要的原因是其勘探時間短、成本低、精度高和見效快的特點。對此，本文則針對電法勘探中的高密度電測深法的應用進行簡單的分析和介紹。

1. 密度電測深法原理

高密度電測深法是根據物理勘察的經驗，在傳統電測探法的基礎上所開發出的一種精度比較高的方法，其基本的原理是根據不同地質層的阻止不同，由此通過直流電源在該地質層所形成的電場分布情況，測出其在不同深度下的供電電流大小和地表測量極距間的電位差，并根據該結果求出不同深度底層下的視電阻率，再結合量板擬合方法求出具備不同電性差異下的地層的電阻率、厚度、深度；最后通過電性差異的底層推導出該區域底層的分布情況。

該方法的原理與研究水平狀態下的巖層沿鉛垂方向分布情況的電阻率法。其具體的方法是對地面當中的某點采用電測探法。其原理是保持被測量的水平兩點MN不變，在同一個測點，讓供電電極距AB根據一定的規律不斷的增加極距，每改變一次，對其形成的電位差和電流進行統計。不斷變化AB的極距，使得M、N兩個測量電極的電位差減小到不能夠得到準確讀數的時候，此時適當的增加MN的距離。隨著其中供電點擊AB的不斷增大，對不同地質層勘探的深度也在不斷的增加，從而最終達到對地質層勘探的目的。

通過這種方法的測量，在某電不斷增加其供電電極，得到的視電阻率也在不斷的變化中。由此通過視電阻率可反映出該地質構造區域下不同巖層的深度分布。但是該方法最為重要的是如何選擇供電電極的排列的方向，必須要求極距選擇方面不能跨越不同巖性的地層，還必須要符合垂直的走向。

2. 密度電測深法布置方式

該勘探方法其本質上是在原來的電測深法勘探基礎上的一種改進，通過儀器、電纜等實現對基礎數據的采集。在數據的采集中，極距的布局則采用等差數列的方式來進行布局，從而使得其采集到的數據更加的豐富。對裝置的形式與傳統的采用高密度電阻率法的施倫貝爾裝置形式大致相同，對供電電極的布置通常都是一次性的完成，并使用人工跑極的方式對電極MN進行移動測量。從這層面來講，其中的測量電極靈活變化大，可有效的避免因為電極兩用所帶來的測量方面的誤差。

當前針對該方法勘探的布置方式，比較主流的包括對稱四極和三級探測兩種，其具體的布置方式為：

第一，對稱四極測深布置。該布置方式的原理則如圖1所示。

圖1 對稱四極測深位置布局

該布置方式的原理這是將供電電極A、B和需要測量的電極M、N通過對稱的方式分別分布在O的兩側，并且都在同一條測線上。在圖1中，A、B的距離會隨著測量的深入會不斷的變大，而其中M、N的距離則始終保持不斷，這樣當A、B的距離如果足夠大的時候，其中MN兩端的電壓誤差則會變得越來越下，由此很難探測出其不同的視電阻率。對此，我們在進行測量的過程中，通常會規定一個最小的電位差值，一般規定ΔUMN≥0.5mV，如果ΔUMN＜0．5mV，必須要適當的增加MN之間的極距。在MN之間的交替處，同一AB對兩種MN都要進行觀測，從而可使得其中的視電阻率曲線可以重疊。

第二，三極測深布置。該布置方式則是在四極測深的基礎上進行改進，把原來的四極測深的中的一個供電電極設定為無限遠，其具體的布局形式則如圖2.

圖2 三極測深布局

3. 測探法應用

本文以內蒙古呼和浩特某大型工程建設項目為例，該區域屬于城市郊區，植被稀少，屬于丘陵地帶。對該工程測量的方法則采用上述的四極電測探法，對極距排列的方式則選擇非等比進行排列，供電的極距保持在 1.0～22.0 m，測量的極距則在0.3～1.5 m，通過測試可得到如表1和圖3的結果。

表1 電測探法測量結果

圖3 探測剖面

通過該測量結果發現其視電阻率基本為此在589～1705之間，同時通過剖面圖可看出，在該層巖性比較完整，分布也比較均勻。

4. 語

高密度電測深法作為當前工程勘探中最為常用的方法，被廣泛的應用在工程建設中。通過以對稱四極測法的應用，可看出其應用的價值。但是，該方法也存在這一些不足，如必須對地形進行仔細勘察，地表的不均勻性帶來的誤差。因此，還需要在未來的研究中進一步的提高。

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G322

B

1007-6344（2015）11-0101-01

楊文鵬，男（1981-），本科學歷，職稱工程師，主要從事巖土勘察與測量方面的工作。