高密度電阻率探測(cè)法論析

　　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(cè)的方法。高密度的電阻率法對(duì)工程地質(zhì)的調(diào)查、災(zāi)害預(yù)警和環(huán)境的監(jiān)測(cè)等重大的工程環(huán)境等問(wèn)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(wèn)題，需對(duì)高密度的電阻探測(cè)法有更深入的了解，提升其探測(cè)技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞：高密度電阻率探測(cè)；工程地質(zhì)；工程環(huán)境
　　中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　高密度的電阻率是以對(duì)地下的被探測(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)的理論，可在空間及時(shí)間上運(yùn)用。在工程勘探的過(guò)程中，飽和區(qū)域的水位變化、未飽和區(qū)域的水流動(dòng)、化學(xué)的污染成分?jǐn)U張等都會(huì)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(wèn)題，盡早做好防范措施。
　　1高密度電阻率的探測(cè)法的方法原理
　　1.1施工電場(chǎng)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(duì)地下目標(biāo)體相互之間導(dǎo)電性差異的探測(cè)為基礎(chǔ)的物理的勘探方式。在對(duì)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(cè)電場(chǎng)的分布，根據(jù)對(duì)人工施加的電場(chǎng)分布規(guī)律的研究來(lái)解決相關(guān)地質(zhì)的問(wèn)題。由此需在電場(chǎng)發(fā)揮功效時(shí)，根據(jù)地層傳導(dǎo)電流分布的規(guī)律，來(lái)求解電場(chǎng)的分布，理論上我們通常采用解析的方法，要求電場(chǎng)的分布規(guī)律滿足相應(yīng)的偏微分方程。而在對(duì)較復(fù)雜的電場(chǎng)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(duì)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(cè)量，再將測(cè)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(wú)窮的遠(yuǎn)極會(huì)在實(shí)際操作中帶來(lái)許多不便，且如果測(cè)量的電極逐漸遠(yuǎn)離供電的電極時(shí)，其電位測(cè)量的幅度的變化會(huì)較大，此時(shí)就需要經(jīng)常性對(duì)電源進(jìn)行改變，這不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的測(cè)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(cè)量系統(tǒng)。此類系統(tǒng)在實(shí)際的測(cè)量時(shí)，只要將電極開(kāi)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(cè)點(diǎn)便可獲得較多電極的排列測(cè)量參數(shù)。
　　2 高密度電阻率的探測(cè)法野外工作技術(shù)
　　測(cè)區(qū)的選擇，通常來(lái)說(shuō)地球上物理工作測(cè)區(qū)有測(cè)區(qū)地質(zhì)的任務(wù)來(lái)決定，需遵循相應(yīng)的原則。而對(duì)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(lái)說(shuō)，根據(jù)地質(zhì)的任務(wù)所給定的測(cè)區(qū)往往有所限制，應(yīng)在需要解決問(wèn)題的工程的有限范圍中選擇布置測(cè)網(wǎng)和測(cè)區(qū)，在這種條件下可以選擇的選項(xiàng)往往都挺少的。
　　測(cè)網(wǎng)的布置，除了需要建立測(cè)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(wèn)題，工程技術(shù)人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)往往能給測(cè)區(qū)的布置提供很大的方便。就高密度的電阻率法來(lái)說(shuō)，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(shuō)的測(cè)區(qū)的選擇和測(cè)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(duì)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(cè)方法，故確保最大極距需能探測(cè)到工程主要的地質(zhì)對(duì)象前提下，還在二維的斷面圖上充分反映圍巖的背景。測(cè)點(diǎn)