關(guān)于工程勘察應(yīng)用高密度電法的探究

彭大志

摘 要：隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，高密度電法作為一種新型的物理勘探方法逐漸興起，并隨著該技術(shù)的日漸逐漸成熟并逐漸應(yīng)用到工程勘察過程中，不僅能對(duì)一定深度范圍內(nèi)電性的橫向變化進(jìn)行全面的勘探，亦能對(duì)其進(jìn)行垂直電性勘探，促進(jìn)了工程勘察水平和質(zhì)量的提升。本文就高度電法在工程勘察中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討研究，以期推進(jìn)其在工程勘察中的應(yīng)用提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：高密度電法；工程勘察；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.114

0 引言

隨著工程建設(shè)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及建設(shè)空間的縱向延伸，其對(duì)工程勘察提出了更高的質(zhì)量要求，傳統(tǒng)的工程勘察手段已不能完全滿足現(xiàn)代工程建設(shè)對(duì)工程勘察的需求?；诖?，為有效解決傳統(tǒng)工程勘察中的問題，滿足現(xiàn)代工程建設(shè)對(duì)工程勘察的多樣性需求，高密度電法逐漸被應(yīng)用在工程勘察中，為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)及建設(shè)提供了高質(zhì)量的勘察資料，有效推動(dòng)了土建行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。

1 高密度電法的工作原理

在工作原理上，高密度電法與常規(guī)直流電法是保持一致性的，都是將工程勘察過程中地下目標(biāo)導(dǎo)體導(dǎo)電性的差異性作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，主要有計(jì)算機(jī)硬件等構(gòu)成。將高密度電法應(yīng)用在工程地質(zhì)勘察過程中具體是指，在專業(yè)高密度電法儀器設(shè)備的支持下，通過橫向以及縱向勘探觀測(cè)深層巖土層中的電性差異性，并采集某一深度范圍內(nèi)地質(zhì)土體橫向以及縱向的電性變化數(shù)據(jù)，以達(dá)到工程地質(zhì)勘察的目的。與傳統(tǒng)工程勘察方式相比，高密度電法工程勘察方法具有電測(cè)深法和電剖面法兩種方法的綜合性優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了工程野外勘察過程中觀測(cè)的高精度性以及數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化和智能化。

在工程勘察中，用高密度電法對(duì)周圍探測(cè)區(qū)進(jìn)行全面的勘測(cè)之后，可以通過分析其所采集到的直流電場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)地下相關(guān)介質(zhì)的電阻率分布進(jìn)行全面的分析，其主要原理是地下介質(zhì)構(gòu)成和分布的不均勻性會(huì)導(dǎo)致發(fā)射的電流分布發(fā)生相應(yīng)的變化，并進(jìn)而引起地下介質(zhì)電位的改變，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電阻率，形成多方位投影數(shù)據(jù)資料，最終反演成像，構(gòu)建出地下介質(zhì)分布以及構(gòu)成的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的資料支持。

2 高密度電法在工程勘察中的具體應(yīng)用

隨著高密度電法技術(shù)的逐漸成熟，其在工程勘察中的應(yīng)用得到逐漸推廣，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）高密度電法在覆蓋層勘察中的應(yīng)用高密度電法在覆蓋層勘察中的應(yīng)用是其在工程勘察中應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。為保障高密度電法在覆蓋層勘察中應(yīng)用的高效性及精確性，在利用高密度電法進(jìn)行覆蓋層勘察的過程中，要滿足以下兩方面的要求：一是要確保利用高密度電法勘察形成的剖面長(zhǎng)度要滿足覆蓋層工程勘察對(duì)地質(zhì)勘探深度的要求和標(biāo)準(zhǔn)；二是在進(jìn)行勘察裝置的選擇過程中，要考慮到裝置的穩(wěn)定性及其影響因素。

在利用高密度電法對(duì)覆蓋層進(jìn)行勘察的過程中，通過電阻率反演成果圖是其中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系著基巖和覆蓋層之間界限深度確定的準(zhǔn)確性和合理性。一般而言，將高密度電法應(yīng)用在覆蓋層的地質(zhì)勘察過程中，所形成的電阻分布是相對(duì)比較凌亂的，且其縱向勘察方向上以及橫向勘察方向上的電阻率變化均較大；而基巖電阻率則呈現(xiàn)出層狀或者是塊狀分布，橫向勘察方向的勘察電阻率變化較小，縱向勘察方向的電阻率則呈現(xiàn)出明顯的遞增或者是遞減變化規(guī)律。

（2）高密度電法在滑坡體勘察中的應(yīng)用在滑坡體勘察的過程中，將高密度電法應(yīng)用其中，并將高密度電法所形成的剖面與鉆孔進(jìn)行綜合性勘察，能更好的反應(yīng)出滑坡體的滑動(dòng)面變化以及滑動(dòng)狀態(tài)。在一般情況下，滑坡體的滑動(dòng)面與其周圍地質(zhì)環(huán)境介質(zhì)的電性并不存在明顯的差異性，而將高密度電法應(yīng)用其中，則可以通過高密度電法的電阻反演，形成色譜圖，在這一色譜圖中，滑動(dòng)面則可以明顯體現(xiàn)出本身的特征。

（3）高密度電法在土料場(chǎng)分層中的應(yīng)用在土料場(chǎng)進(jìn)行工程勘察的主要目的是對(duì)土料場(chǎng)的地質(zhì)進(jìn)行分層，并在此基礎(chǔ)上確定出名粉質(zhì)粘土和其他土質(zhì)之間的深度分界線，從而以此為依據(jù)判斷出土料場(chǎng)地質(zhì)層中名粉質(zhì)粘土的儲(chǔ)存量。將高密度電法應(yīng)用在土料場(chǎng)的地質(zhì)分層過程中，主要是通過判斷名粉質(zhì)粘土和其它土質(zhì)之間電性的差異性來比起進(jìn)行區(qū)分，并電性差異區(qū)分的基礎(chǔ)上進(jìn)行縱向和橫向的剖面勘探，以便于對(duì)土料場(chǎng)進(jìn)行更加精確的分層，在實(shí)現(xiàn)勘探目的的同時(shí)，縮短工期以及減少常規(guī)土料場(chǎng)鉆探的工作量，降低勘探成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效用。

3 工程勘察中應(yīng)用高密度電法的實(shí)例分析

在實(shí)際的工程勘察過程中，應(yīng)用高密度電法進(jìn)行勘察的實(shí)例有很多，本文就以某工程地質(zhì)勘察實(shí)例對(duì)高密度電法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探索分析，具體表現(xiàn)如下：

該案例為某住宅小區(qū)的地質(zhì)勘察，主要勘察目的是確定該住宅小區(qū)的灰?guī)r界面，以為后續(xù)的房屋建筑地基處理提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)，在該住宅小區(qū)的工程勘察過程中，主要以高密度電法的應(yīng)用為主。

在該住宅小區(qū)的工程勘察過程中，高密度電法主要勘探測(cè)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)巖性主要由四種巖性構(gòu)成：一是粘土土質(zhì)；二是粉質(zhì)粘土土質(zhì)，其又分為第四系粉質(zhì)粘土土質(zhì)和礫質(zhì)粘土土質(zhì)兩種土質(zhì)；三是灰?guī)r土質(zhì)。經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，這四種土質(zhì)性質(zhì)電性之間有著明顯的差異性，利用高密度電法進(jìn)行工程勘察所得出的電阻率反演剖面圖具體表現(xiàn)如下：

某住宅小區(qū)工程勘察的電阻率反演模型如圖所示，表示為該住宅小區(qū)工程勘察在高密度電法應(yīng)用下的電阻率反演剖面圖。從圖中可以看出，各種土質(zhì)之間存在著一定的電性差異性。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，灰?guī)r的電阻率一般在55-350歐姆/米之間，根據(jù)電阻法剖面圖可以判斷中在該住宅小區(qū)勘探區(qū)的地質(zhì)層，中間部分為灰?guī)r地質(zhì)，且其整體呈現(xiàn)出中間淺，兩端深的趨勢(shì)；與此同時(shí)，從電阻法剖面圖中還可以看出，其灰?guī)r層下部的電阻率在90-350歐姆/米之間，根據(jù)灰?guī)r電阻的變化規(guī)律可以推算出，其下部為較為完整的灰?guī)r層。

4 結(jié)語

綜上所述可知，將高密度電法應(yīng)用在工程勘察中對(duì)于提高工程勘察的智能化和精確性具有重要的最用，推動(dòng)了工程勘察的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，在工程勘察的過程中，要重視高密度電法的應(yīng)用，并綜合考慮勘探區(qū)各方面的地質(zhì)情況，選擇穩(wěn)定性較好的高密度電法勘察裝置，設(shè)置深度合理的縱橫電阻法剖面圖，以便于在此基礎(chǔ)上增強(qiáng)工程勘察的全面性、精確性，為后續(xù)工程提供相應(yīng)的資料支持。

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