高密度电测深法在工程勘察中的应用浅析

杨文鹏

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

高密度电测深法在工程勘察中的应用浅析

杨文鹏

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

工程勘察作为工程建设的关键，其勘察的结果将直接影响到工程建设方案的制定。本文简要分析了高密度电测深法的基本原理，并根据某工程勘察的实际案例，对其应用进行介绍。

高密度电测深法 勘察 应用

电法勘探作为勘探地球物理学当中的分支，是电学、电化学等学科在找矿当中所发展起来的一门应用的分支。对这种方法的应用可追溯到19世纪的初期，并超过了100年的历史。我国对于电法勘探的应用是从上世纪30年开始，经过至今80年的发展，在基础理论、技术应用等方面都取得很大的吃呢国际，从而使得当前的电法勘探成为应用最为广泛，种类最为齐全的一门学科。

同时随着我国近些年基础设施建设的加剧，电法勘探开始被大量应用在工程建设、地质勘探、考古、水文勘探等方面，其最为重要的原因是其勘探时间短、成本低、精度高和见效快的特点。对此，本文则针对电法勘探中的高密度电测深法的应用进行简单的分析和介绍。

1. 密度电测深法原理

高密度电测深法是根据物理勘察的经验，在传统电测探法的基础上所开发出的一种精度比较高的方法，其基本的原理是根据不同地质层的阻止不同，由此通过直流电源在该地质层所形成的电场分布情况，测出其在不同深度下的供电电流大小和地表测量极距间的电位差，并根据该结果求出不同深度底层下的视电阻率，再结合量板拟合方法求出具备不同电性差异下的地层的电阻率、厚度、深度；最后通过电性差异的底层推导出该区域底层的分布情况。

该方法的原理与研究水平状态下的岩层沿铅垂方向分布情况的电阻率法。其具体的方法是对地面当中的某点采用电测探法。其原理是保持被测量的水平两点MN不变，在同一个测点，让供电电极距AB根据一定的规律不断的增加极距，每改变一次，对其形成的电位差和电流进行统计。不断变化AB的极距，使得M、N两个测量电极的电位差减小到不能够得到准确读数的时候，此时适当的增加MN的距离。随着其中供电点击AB的不断增大，对不同地质层勘探的深度也在不断的增加，从而最终达到对地质层勘探的目的。

通过这种方法的测量，在某电不断增加其供电电极，得到的视电阻率也在不断的变化中。由此通过视电阻率可反映出该地质构造区域下不同岩层的深度分布。但是该方法最为重要的是如何选择供电电极的排列的方向，必须要求极距选择方面不能跨越不同岩性的地层，还必须要符合垂直的走向。

2. 密度电测深法布置方式

该勘探方法其本质上是在原来的电测深法勘探基础上的一种改进，通过仪器、电缆等实现对基础数据的采集。在数据的采集中，极距的布局则采用等差数列的方式来进行布局，从而使得其采集到的数据更加的丰富。对装置的形式与传统的采用高密度电阻率法的施伦贝尔装置形式大致相同，对供电电极的布置通常都是一次性的完成，并使用人工跑极的方式对电极MN进行移动测量。从这层面来讲，其中的测量电极灵活变化大，可有效的避免因为电极两用所带来的测量方面的误差。

当前针对该方法勘探的布置方式，比较主流的包括对称四极和三级探测两种，其具体的布置方式为：

第一，对称四极测深布置。该布置方式的原理则如图1所示。

图1 对称四极测深位置布局

该布置方式的原理这是将供电电极A、B和需要测量的电极M、N通过对称的方式分别分布在O的两侧，并且都在同一条测线上。在图1中，A、B的距离会随着测量的深入会不断的变大，而其中M、N的距离则始终保持不断，这样当A、B的距离如果足够大的时候，其中MN两端的电压误差则会变得越来越下，由此很难探测出其不同的视电阻率。对此，我们在进行测量的过程中，通常会规定一个最小的电位差值，一般规定ΔUMN≥0.5mV，如果ΔUMN＜0．5mV，必须要适当的增加MN之间的极距。在MN之间的交替处，同一AB对两种MN都要进行观测，从而可使得其中的视电阻率曲线可以重叠。

第二，三极测深布置。该布置方式则是在四极测深的基础上进行改进，把原来的四极测深的中的一个供电电极设定为无限远，其具体的布局形式则如图2.

图2 三极测深布局

3. 测探法应用

本文以内蒙古呼和浩特某大型工程建设项目为例，该区域属于城市郊区，植被稀少，属于丘陵地带。对该工程测量的方法则采用上述的四极电测探法，对极距排列的方式则选择非等比进行排列，供电的极距保持在 1.0～22.0 m，测量的极距则在0.3～1.5 m，通过测试可得到如表1和图3的结果。

表1 电测探法测量结果

图3 探测剖面

通过该测量结果发现其视电阻率基本为此在589～1705之间，同时通过剖面图可看出，在该层岩性比较完整，分布也比较均匀。

4. 语

高密度电测深法作为当前工程勘探中最为常用的方法，被广泛的应用在工程建设中。通过以对称四极测法的应用，可看出其应用的价值。但是，该方法也存在这一些不足，如必须对地形进行仔细勘察，地表的不均匀性带来的误差。因此，还需要在未来的研究中进一步的提高。

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G322

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1007-6344（2015）11-0101-01

杨文鹏，男（1981-），本科学历，职称工程师，主要从事岩土勘察与测量方面的工作。