工程勘察中高密度电法勘探的运用探析

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月8期   作者:李灿杰
[导读] 相比较其他几种勘探技术,高密度电法具有经济、智能和便于操作等优势,并且属于直流电法勘探技术。
        摘要:近几年,随着科技的发展和进步,许多先进的技术在工程勘察领域得到了广泛的应用和推广,高密度电法是其中的代表之一,利用高密度电法勘探能够实现测量数据信息的自动、智能采集目的,促进了电探在智能化方面的进一步发展和应用。本文首先对高密度电法工作原理及特征识别进行了论述,同时对高密度电法勘探在工程勘察中的应用方法和应用领域展开了详细的探讨,借此希望为从事相关行业和工作的人员提供一些帮助和参考依据。
        关键词:工程勘察;高密度电法勘探;运用探析
        引言
        相比较其他几种勘探技术,高密度电法具有经济、智能和便于操作等优势,并且属于直流电法勘探技术。在矿产资源、不良地质和石油等勘察领域,此方法发挥着巨大的作用。此外,高密度电法勘探技术的信息量比较大、测点密度较高,并且不会对探测对象造成较大影响。采用此方法进行勘探所收集到的数据便于人们理解和研究,并且具有很大的应用价值。
        1高密度电法工作原理及特征识别
        1.1工作原理
        高密度电法是一种新型的物理勘探手段,其有效联合了电剖面法和电测深等技术各项优势。对地下勘探区域内电性的横向和垂直方向的变化,都能清楚直观的展现出来。此方法的工作原理是根据地下介质构成和分布所呈现的分散性特征,会造成发射电流分布情况出现相应的变化。具有不同电位的地下介质能够转化成对应的电阻率数值,利用对电阻率差异性进行详细的观测和记录,来确定电阻率在不同空间区域上的变化规律和分布特点情况,结合投影技术达到反演成像的目的,最终帮助人们掌握详细的地质构造和岩溶、风化层等地下借助的分布情况和结构数据资料。
        1.2高密度电法大特征识别
        经过长期对地质的研究和结构分析等工作,可以得知不同岩层的物理性质存在着很明显的差异。物探就是以此为基础展开相关作业。通常情况下,区域地层的分层现象越突出,物探工作的整体进展会越迅速。在工程施工中的有时候会遇到岩溶或者破碎地带等不良地质,进而对工程建设的顺利性和安全性造成了严重影响。岩溶和围岩在电阻上会有明显的差别,如果岩溶地质中含有含水分,对于围岩会出现低阻异常的情况,相反则会出现高阻异常的情况,人们可以对岩性的变化规律进行综合探测,获得较为准确的测量数据,为高密度电法的应用和深入研究提供了合适的实际参考案例。
        2高密度电法勘探在工程勘察中的应用方法
        2.1现场勘探
        高密度电法的原理和以往运用的电阻率法没有太大差别,知识高密度电法在观测过程中需要设置较高的密度测点。高密度电法的测量系统利用多电位电极系的处理模式,能够有效展开多种电极的布置排列作业,同时还能实现不同装置和组合的测量工作,在数据采集方面具有智能化和高效性的优势,在勘探现场利用微机技术展开数据的分析处理,显著提高了测量准确度和工作效率。结合高密对电法展开工程勘察,首先要借助人工手段向地下加载直流电流,通过分析研究观测仪器所呈现的电场分布情况来得到相应的分布规律,找到地质中存在的异常情况,制定针对性的解决措施。人们必须要将电极放置在间隔1到10m的观测点上,进而实现地质信息的有效观测和勘察。
        2.2数据资料收集与分析
        一般情况下,利用高密度电法收集的数据量越大,其精度就能得到显著提高。在对电性不均匀的物质展开探测的时候,需要对复杂地质实施全方位的探测,进而保证数据的准确性和有效性。此外,在分析其电场分布情况的过程中,主要借助解析法来获得拉式方程解析解。除此之外,在对地质情况较为复杂的条件下,人们还可以利用二维地电模型等方法,再结合有限差分法等展开数值模拟工作,确保数据资料收集和分析落实到位。


        3高密度电法在工程勘察中的应用领域
        3.1高密度电法在库区勘探中的应用
        在对库区进行勘探作业的时候,可以利用高密度电法来掌握库区的隐伏地质构造和坝址信息,了解其实际情况,为后期的钻探作业做好铺垫,同时保证可库区各项作业的安全性和顺利性。与此同时,工程勘探中有关测线的布设工作也是非常关键的一个环节,其对勘探的效果和数据的精准度都有着直接的影响。库区的测线布设需要先沿着拟建坝轴线布设两到三条勘探线,并遵循平行的原则,之后在库区垂直断层方向上布设适量控制剖面,以及布设适量追踪短剖面,在完成这些工作后,急剧能准确掌握库区的断层和溶洞等地质信息,为后续相关作业的展开提供保障和参考依据。
        3.2高密度电法在岩溶区勘探中的应用
        岩溶地质对工程的建设的安全和稳定具有很大的威胁,属于典型的不良地质类型。由于岩溶地质具有明显的随机性和不确定性等特征,利用传统的钻探方法已经不能满足实际的勘探要求,以此需要引入高密度电法来展开相关作业。一般情况下,岩溶地质带的走向是比较固定的,并呈现出空腔或充水的状态,根据这种特点,在利用高密度电法进行勘探工作时,得到的电路分布规律表现为相对低阻的情况,在野外勘探过程中非常容易被识别。
        3.3高密度电法在滑坡勘探中的应用
        滑坡体主要存在岩体自身发生滑动和基岩与覆盖层之间发生滑动这两种类型,利用传统的钻探方法无法很好的确定滑动面的形态和具体深度等情况,因此需要利用高密度电法对滑坡体展开勘探,同时将剖面和钻孔进行有效结合,进而解决上述所说的问题。高密度电法在滑坡勘探中的应用原理主要是滑坡体滑动面的电性和其四周的介质之间有着较为明显的差异,电性的差异直接影响了滑动面在反演色谱图上呈现的特征。此外,由于滑坡体地质具有的复杂性特点,人们会使用稳定性比较强的温纳装置,进而确保勘探的效果和质量。
        3.4高密度电法在断层勘探中的应用
        地质断层现象会引发严重的泥石流和岩崩等灾害,人们需要提高对其重视程度,加强高密度电法在断层勘探中的有效应用。在对断层地质展开全面勘探的过程中,应在与断层成垂直状态的地方布设适量的陪你高兴高密度电法剖面,并根据所有电阻剖面所表现出的颜色展开对比工作,在不同电阻率剖面色谱特征的指导下,确定的断层的存在和具体的分布走向情况。
        3.5高密度电法在覆盖层勘探中的应用
        在覆盖层勘探过程中结合使用高密度电法能够确保剖面长度和勘探深度之间保持一致性,同时人们还应在装置的选择上进行全面的考虑。在实际勘探工作中,利用较为稳定温纳装置,在获得电阻率数据后,结合高密度电法来展开反演分析,制定出合理的成果图,最后获得具体的覆盖层界线深度数据。通常情况下,基岩电阻率呈现出层状分布的状态,在横向电阻率变化幅度不是特别明显的条件下,纵向电阻率会出现递增或递减的变化。人们在覆盖层勘探中利用高密度电法需要借助地层岩性理论电阻率值的引导和帮助,同时结合相应的物探资料和实际案例,提高数据的准确性。
        结语
        综上所述,随着近些年工程建设规模的不断扩大,在施工会遇到各种各样的复杂地质环境,对工程建设的安全性和建筑稳定性造成了严重影响。因此,结合高密度电法的数据采集量大、经济型性和工作效率较高等特点,其在地质勘探作业中实现了广泛应用和推广。即使在这个过程中还存在着一定问题和不足之处,但是随着人们研究的不断深入和探索,创新开发出更高效的高密度电法勘探技术指日可待,从而为工程勘察水平的进一步提高提供可靠保障。
        参考文献
        [1]朱亚军,王艳新.高密度电法和瞬变电磁法在地下岩溶勘测中的综合应用[J].工程地球物理学报,2012,9(6):738-742.
        [2]雷宛,邓一谦,肖宏跃.工程与环境物探[M].北京:地质出版社,2007.
        [3]陈少博.高密度电法在工程地质勘察中的应用[J].绿色环保建材,2018(12):205+207.
        [4]田秋生.地质勘察中的高密度电法的应用研究[J].中国新技术新产品,2012(16).
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