摘要:工程環(huán)境由于其特殊性,常規(guī)所使用的物探方式往往不能滿足實(shí)際的工作需要,而高密度的電阻率法就是適應(yīng)特殊環(huán)境的陣列勘測的方法。高密度的電阻率法對工程地質(zhì)的調(diào)查、災(zāi)害預(yù)警和環(huán)境的監(jiān)測等重大的工程環(huán)境等問題有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。為了更好解決工程地質(zhì)環(huán)境的問題,需對高密度的電阻探測法有更深入的了解,提升其探測技術(shù)。
關(guān)鍵詞:高密度電阻率探測;工程地質(zhì);工程環(huán)境
中圖分類號:TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)04(a)-0000-00
高密度的電阻率是以對地下的被探測目標(biāo)和周圍介質(zhì)間電阻率的差異作為地球物理的基礎(chǔ),結(jié)合電測探法和電剖面法,采用高密度的分布,進(jìn)行二維電斷面的測量地學(xué)層析的成像,通常稱為GT技術(shù)。高密度的電阻率法是基于靜電場的理論,可在空間及時(shí)間上運(yùn)用。在工程勘探的過程中,飽和區(qū)域的水位變化、未飽和區(qū)域的水流動、化學(xué)的污染成分?jǐn)U張等都會使地下電阻率隨著時(shí)間變化發(fā)生改變,由此可以勘察出個(gè)工程環(huán)境問題,盡早做好防范措施。
1高密度電阻率的探測法的方法原理
1.1施工電場的研究
高密度的電阻率法與常規(guī)直流的電法類似,均以對地下目標(biāo)體相互之間導(dǎo)電性差異的探測為基礎(chǔ)的物理的勘探方式。在對地下進(jìn)行直流電流的加載時(shí),利用相關(guān)的儀器在地表觀測電場的分布,根據(jù)對人工施加的電場分布規(guī)律的研究來解決相關(guān)地質(zhì)的問題。由此需在電場發(fā)揮功效時(shí),根據(jù)地層傳導(dǎo)電流分布的規(guī)律,來求解電場的分布,理論上我們通常采用解析的方法,要求電場的分布規(guī)律滿足相應(yīng)的偏微分方程。而在對較復(fù)雜的電場分布模型時(shí),一般采用各數(shù)值模擬的方法。
1.2三電位的電極系
高密度的電阻率法,其通常采用二極方式的排列原則,即依次對某個(gè)電極進(jìn)行供電,并利用其他全部的電極進(jìn)行電位的測量,再將測量的結(jié)果按照一定的需要轉(zhuǎn)化為相應(yīng)電極的排列方式。這種方案由于需增設(shè)兩個(gè)無窮的遠(yuǎn)極會在實(shí)際操作中帶來許多不便,且如果測量的電極逐漸遠(yuǎn)離供電的電極時(shí),其電位測量的幅度的變化會較大,此時(shí)就需要經(jīng)常性對電源進(jìn)行改變,這不利于實(shí)現(xiàn)自動的測量方式。故在方法的設(shè)計(jì)中較多采用三電位的電極系。
三電位電機(jī)系,即將微分的裝置、偶極、溫納四極按照一定的方式進(jìn)行組合構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的測量系統(tǒng)。此類系統(tǒng)在實(shí)際的測量時(shí),只要將電極開關(guān)轉(zhuǎn)換,就可將相鄰的四個(gè)電極進(jìn)行組合,這樣在一個(gè)測點(diǎn)便可獲得較多電極的排列測量參數(shù)。
2 高密度電阻率的探測法野外工作技術(shù)
測區(qū)的選擇,通常來說地球上物理工作測區(qū)有測區(qū)地質(zhì)的任務(wù)來決定,需遵循相應(yīng)的原則。而對于主要是應(yīng)用在環(huán)境地質(zhì)的調(diào)查和工程高密度的電阻率法來說,根據(jù)地質(zhì)的任務(wù)所給定的測區(qū)往往有所限制,應(yīng)在需要解決問題的工程的有限范圍中選擇布置測網(wǎng)和測區(qū),在這種條件下可以選擇的選項(xiàng)往往都挺少的。
測網(wǎng)的布置,除了需要建立測區(qū)坐標(biāo)的系統(tǒng)外,還包括工程技術(shù)人員選擇用多大網(wǎng)度及何種工作的模式解決工程中所面臨地質(zhì)的問題,工程技術(shù)人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)往往能給測區(qū)的布置提供很大的方便。就高密度的電阻率法來說,其野外的數(shù)據(jù)采集方式有地表剖面的數(shù)據(jù)采集和井中的電阻率成像數(shù)據(jù)采集兩種方式。
除了上述所說的測區(qū)的選擇和測網(wǎng)的布置外,高密度的電阻率法,其野外工作技術(shù)還包括以下幾點(diǎn)。極距的選擇,其主要還是取決于工程地質(zhì)對象埋藏的深度,高密度的電阻率法實(shí)則是一種二維的探測方法,故確保最大極距需能探測到工程主要的地質(zhì)對象前提下,還在二維的斷面圖上充分反映圍巖的背景。測點(diǎn)