物探地質(zhì)勘查中電阻率的應(yīng)用

王亞棟　譚運(yùn)鴻　蔡生順

[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的腳步不斷加快，工程地質(zhì)中物探技術(shù)的應(yīng)用前景也變得更受大家青睞，原因在于物探技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、成效高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，最重要的一點(diǎn)是其對(duì)探測對(duì)象不會(huì)造成損傷。基于此，本文主要針對(duì)物探地質(zhì)勘查中電阻率的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]物探 地質(zhì)勘查 電阻率 應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-211-1

近些年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度日益加快，新技術(shù)、新理念也層出不窮，已然成為各大企業(yè)與單位工作和施工所采取的主要方法與手段。物探技術(shù)是地質(zhì)勘查工作中所采取的主要手段與方法，并且伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，物探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的作用也變得更加突出。這一方面給地質(zhì)勘查今后的發(fā)展帶來了新的契機(jī)與廣闊的前景，另一方面物探技術(shù)的不斷發(fā)展也會(huì)得到更多工作人員的重視與認(rèn)可。

1物探的概念

物探指的是一種通過專門的儀器來對(duì)地表與土質(zhì)中的各種成分進(jìn)行探測的過程，也是當(dāng)前全球范圍內(nèi)應(yīng)用較為廣闊的勘測技術(shù)之一。在當(dāng)前這種工作項(xiàng)目中，物探因其探測精確度高、成效顯著、使用范圍廣泛等方面的優(yōu)勢而被應(yīng)用于施工中，它是以一種先進(jìn)的工程技術(shù)以及高效科學(xué)的管理方法相結(jié)合而組成的綜合性管理方式。

2電阻率法的工作原理

電阻率法屬于陣列式勘測法，它是由排布在地面的許多根電極一次性排設(shè)實(shí)現(xiàn)的，排設(shè)工作結(jié)束后由儀器自帶的計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集工作。較普通的電法不同的是，電阻率法數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集，顯著的增強(qiáng)了工作成效。電阻率法的工作原理和普通電阻率法的工作原理大致類似，它主要是以巖石體的電性差異為基礎(chǔ)的一種勘測方法。通過A、B兩個(gè)電極向地下傳遞電流，然后在M、N電極之間測得電位差△V，從而得出該記錄點(diǎn)的視電阻率值QS=K△V/I。電阻率的工作范圍與普通的電阻率相同，主要包含數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)的處理階段。在進(jìn)行實(shí)際現(xiàn)場的勘測過程中，施工人員僅僅只需將所有的電極合理的安放在指定距離的測點(diǎn)上，接著將多芯電纜連接到由單片機(jī)控制多路電極自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處，從而可實(shí)現(xiàn)機(jī)器能按照自身的實(shí)際需要進(jìn)行電極與測點(diǎn)之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。所測量的數(shù)據(jù)可通過電極轉(zhuǎn)換開關(guān)輸送到微機(jī)工程電測儀，按照實(shí)際測量的電阻率剖面數(shù)據(jù)，經(jīng)過專業(yè)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行反演數(shù)據(jù)處理，從而得出地層電阻率的分布情況，最終推斷出地層結(jié)構(gòu)的實(shí)際分布狀況。

3工程地質(zhì)勘查中電阻率法地形改正效果

3.1工程勘查相關(guān)工作與工區(qū)地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件

在進(jìn)行某國道主干線隧道的勘查工作中，應(yīng)用電阻率法在此次地質(zhì)勘查工程中的主要職責(zé)是查清楚以下幾項(xiàng)內(nèi)容：一是隧道主軸線與附近的巖溶發(fā)育情況；二是周圍巖溶的發(fā)育情況；三是檢查隧道四周有無斷裂等不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布，以此為國道主干線的改建選線提供一定的施工指導(dǎo)與技術(shù)支持。在該國道主干線的隧道中所分布的巖性主要有以下幾種：灰白色厚層塊狀灰?guī)r、灰黑色含白云質(zhì)團(tuán)狀灰?guī)r夾炭質(zhì)以及鈣質(zhì)頁巖；該隧道觀測區(qū)地形復(fù)雜多變，切割現(xiàn)象較為嚴(yán)重，植被覆蓋區(qū)域少，灰?guī)r大多裸露在地表。

3.2電阻率法地形改正效果

某區(qū)電阻率法主要應(yīng)用于聯(lián)合剖面法、偶極剖面法、中間梯度法以及電測深法中。列舉兩個(gè)事例加以說明其一是根據(jù)對(duì)偶極剖面法的觀測資料進(jìn)行地形改正效果分析。按照各剖面所用電極距 a 和隔離系數(shù) N之間的相關(guān)差異，結(jié)合五種級(jí)距以及不同深度點(diǎn)的P值，繪制了偶極剖面法平面圖。經(jīng)過一定的推斷，尋求出解決問題的方法，并付諸于行動(dòng)中。從上面的分析我們可了解到，在地形崎嶇的地段進(jìn)行電阻率法測量，會(huì)對(duì)測量結(jié)果造成嚴(yán)重的影響，造成所探測的巖溶所導(dǎo)致的P異常形態(tài)與位置出現(xiàn)偏移等現(xiàn)象。所以，我們在使用電阻率法對(duì)觀測資料進(jìn)行地質(zhì)解釋時(shí)，對(duì)地形的校正是不容忽視的一點(diǎn)，只有這樣才能提高勘探的地質(zhì)成效性。

4電阻率法的實(shí)際應(yīng)用

經(jīng)過相關(guān)經(jīng)驗(yàn)我們可總結(jié)出巷道與采空區(qū)屬于特高阻地段，而且灰?guī)r層處也為高阻地段，其中煤層區(qū)域呈現(xiàn)中到相對(duì)高阻范圍，灰?guī)r層與未開采煤層大多是橫向均勻分布且范圍較為廣泛，充水的巷道地段呈低阻形式，但分布范圍比較小。通過不同電極距的排設(shè)使得地表可由此收集到不同深度以及不同點(diǎn)的視電阻率值，視電阻率也就是包含有各種地質(zhì)體的分布信息，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的靈活處理以及影像成圖等工作，這樣便能確定出地下采空區(qū)與巷道的分布范圍在地表的投影位置與大小等相關(guān)信息。電阻率法就是通過組成地下介質(zhì)層間的電性差異實(shí)現(xiàn)其功能的。當(dāng)前，電阻率法被用于各行各業(yè)，主要表現(xiàn)在：

（1）環(huán)境工程地質(zhì)方面的應(yīng)用：對(duì)凍土的調(diào)查；邊坡軟弱夾層調(diào)查以及滑坡地段的調(diào)查等。

（2）水利工程方面的應(yīng)用：比如堤壩探測；堤壩垂直防滲墻質(zhì)量檢測；水庫堤防裂縫檢測；河堤防隱患探測堤壩結(jié)構(gòu)體探測。

（3）城市工程勘察方面的應(yīng)用：主要有人防工程探測；路面塌陷調(diào)查；城市地下埋藏物探測等。

（4）工程地質(zhì)勘察方面的應(yīng)用：斷層探測、基巖面調(diào)查。

（5）工程質(zhì)量檢測方面的應(yīng)用：隧道灌漿質(zhì)量檢測；煤田采空區(qū)處理灌注質(zhì)量檢測以及巖溶灌漿質(zhì)量檢測等。

5結(jié)束語

每種物探方法的應(yīng)用范圍都要嚴(yán)格按照一定的物理原理去分析，并且地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件與邊界特征會(huì)對(duì)測試結(jié)果產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響力，導(dǎo)致這些方法技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的制約性。另外很多大中型重點(diǎn)工程所處的地質(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，如果僅僅只選擇單一的物探方法進(jìn)行勘測的話，解決相關(guān)地質(zhì)與工程問題會(huì)變得比較困難，因此尋求科學(xué)有效的物探方法以及增強(qiáng)物探的成效性是當(dāng)前工程勘察的重要舉措。

參考文獻(xiàn)

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