浅谈高密度电阻率法在工程勘探中的应用
论文摘要: 结合高密度电阻率法的原理、技术方法，通过典型的应用实例，说明高密度电阻率法在工程选址、采空区勘查、水文地质研究、地热开发、考古学研究等方面都能达到良好的应用效果，证明高密度电阻率法在广大领域中将发挥重要作用。
论文关键词: 高密度电阻率法 工程勘探
高密度电阻率法(High Density Electrical Meth.od)是在常规直流电法的基础上通过观测系统的电极排列而形成的一种直流电法勘探新技术。相对于常规电阻率方法，高密度电阻率法具有以下优点：电极布设一次完成，这使数据采集系统有较高精度和抗干扰能力;能进行多种电极方式的测量，获得的资料更加丰富;野外数据采集、收录实现了自动化和智能化;数据处理、成像显示实时一体化。
1 工作原理及工作方法
高密度电阻率法本质属直流电法，但实际供电电流为低频交流电，只是供电频率固定不变。电阻率是地下介质的最重要物理性质之一，高密度电阻率法仍然是利用地下介质的电阻率差异来进行探测的，并以此来确定地下介质的分布。
目前高密度电阻率法测量的电极排列系统较多，但常用的有二极、三极、wenner等排列方式。虽然二极装置测量深度大、测点多，但“无穷远”处设置困难，且对浅部异常分辨率低，而wenner装置对浅部的异常体具有较高的分辨率，但测量深度较浅，偶极和三极装置则介于两者之间。上述电极排列既可联合使用，也可根据需要单独使用，当进行单孔或跨孔电阻率成像的数据采集时，二极法供收装置往往是经常使用的`电极排列。在进行野外工作时，只需将全部电极按一定间距沿测线一次性布设完毕，然后经过多芯电缆连接到多路电极端转换器上，测量信号由转换器送入多功能直流电测仪，并将结果依次存人存储器。资料处理系统，通过电测仪与微机之间的通讯，可将采集的数据回到微机内，进而可以实施对原始数据的各种处理，并用图件直观清晰地反映各种处理结果。
2 高密度电阻率法在工程勘探中的应用实例
2.1 金属管道探测图1为某工地的1条高密度电阻率剖面经过路面，使用盐水稀泥作为跨路面电极，取得了较好采样结果，经过二维反演计算后，水管清晰可见。
2.2 水利水电测量水库、堤坝等水利设施由于年久失修或施工粗糙存在各种隐患和病害。例如坝体裂缝、管涌通道、坝基渗漏、动物洞穴等，高密度电阻率法为这些问题的解决提供了一种较好的方法 。
测区位于松花江中游南岸，工作目的是查清该河堤坝基松散覆盖层厚度、岩性、堤基基岩埋深及岩性。据前期地质资料推测可知，测区地质条件及地球物理条件满足开展电法勘探前提。松花江某堤岸的高密度电阻率法测量结果见图2，测量点距为3 rn，采用wenner电极排列装置。从图2可见，电阻率小于90 Q·/'1时，反映的是上覆黄色粘土，电阻率为90～125 12 ·m时，反映的是河堤的砂砾质粘土，电阻率为125～140 Q·m时对应为砂砾石和基岩风化层，大于140 Q ·In时对应为花岗岩。在17 m左右深度具有一个直径为2 In的低阻异常，经证实为一个渗水通道。
2.3 地热勘探本研究在汤岗子地热田外围为汤岗子理疗医院寻找新“双极膜-电去离子”耦合过程处理含镍离子溶液的热储资源。工作时沿剖面按点距4 m或5 In间距同时将60根电极布设完毕，观测是采用温纳装置，采集的数据经处理后获得分级电阻率剖面断面，见图3。从分级图上看，在190～225 1TI处有一低阻断裂构造带存在，视电阻率值在70 n ·m以下，两侧深部为高阻区，其视电阻率值达500 Q·m以上。根据附近地热田的地质物探资料，推测此断裂构造带为热储区，经钻孔验证，物探推断正确。TK1孑L实钻302 rn，结果在132 m和270 m两处漏水，井底水温为58℃，钻井资料证实了新热储客观存在。
2.4 考古研究图4是在鞍山市用高密度阻率法勘探一古墓的高密度电阻率分级图。由于古墓为砖砌空腔结构，内部为空气高阻介质所充填，与其周围介质相比，其电阻率存在明显差异，具备高密度基于超级电容的电梯节能控制技术的研究电阻率法工作前提。由工作现场判断，图中2—15 m处的高阻异常为回填土及地面硬壳引起。在此剖面线22～29 m存在一视电阻率为65 n·rn独立等值线封闭圈，最高值为70 Q ·rn，顶部深度为3 m左右，为一较完整异常。从清代殡葬习俗和异常特征位置分析，推测为一古墓室，后经考古学家验证，为清代一县官墓室。
2.5 采空区勘探经过半个世纪的矿山生产活动，特别是日伪时期掠夺式开采遗留的地下采空区，很多资料已无法查找，目前正严重威胁着矿山生产和人们的生命财产安全。而高密度电阻率法为解决地下采空区问题提供了一种经济、高效的勘探方法。
海城铧子峪镁矿采空区为人工型，空区顶部基岩裸露，岩性为白云大理岩和黑云母片岩，表层风化，空区形态复杂，顶部埋深1O一30 m，空区内为高阻介质空气所充填，具备高密度电阻率法工作前提。
参考文献(略)
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