高密度电法

高密度电法 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 高密度电法勘探实验报告 一、实验目的以及要求 在实际地质勘察的工作中,物探技术是必不可少的,其具有使用方便、快捷、成本小的优点,可以迅速的获取区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法,是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段,所以我们有必要熟练的掌插高密度电阻率 法的试验方法和数据解释。本实验要求达到以下几点: 1.学会高密度电法装置的布设方法以及测线的连接方式; 2.掌插高密度电法温纳四极、偶极法两种装置的数据采集; 3.学会数据的接收及转换; 4.学会电法的数据处理及计算机作图方法; 5.需要掌插的软件有: a、BTRC2004数据接收不格式转换软件; b、RES2DINV高密度电法处理软件。 二、基本原理 高密度电阻率法是一种新兴阵列勘探方法,将多个电极，可达上百根，置于测线上,通过电极转换开关和工程电测仪便可实现数据的快速自动采集并能够进行现场数据处理、和成图。它是结合电剖面和电测深的直流勘探方法,它是在常规电阻率法的基础上发展起来的,仌然以岩土体的电性差异的为基础,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言,具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程,既能反应地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化,同时又能提供地层岩性纵向的电性变化 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 的情况,具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。 高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大,当隔离系数n主次增大时电极距也逐次增大,对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的,因此,当极距扩大时,反映不同勘探深度的测点将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果在观测电极的中点、深度为na的点位上,整条剖面的测量结果就示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。 此次试验高密度电法用到两种装置: α排列，温纳装置AMNB，:Kα=2πa β排列，偶极装置AMBN，:Kβ=6πa 图1 高密度电发勘探的简单原理图 高密度电阻率法具有较强的抗干扰能力且探测深度较深,野外采集的数据较大,仍 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 一定意义上讲提高了探测精度,相对于常规电阻率法而言,它具有以下优点: ，1，电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。 ，2，能有效的进行多种排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质地球物理信息。 ，3，野外数据采集实现了自动化,提高了采集速度 ，4，可对采集数据进行实时处理,并能计算出电阻率成像的反演结果。 三、仪器介绍 本次实验采用的仪器是:DUK-2A高密度电法测量系统,包括:D2D-6A多功能直流电法电测剖面和多级电路转换器。 DUK-2A高密度电法测量系统由DZD-6A多功能直流电法仪和多路电极转换器〈?〉组成,基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电、测量电极的自动转换,配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像，CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。 图2 DUK-2A高密度电法测量系统 电池盒 在仪器的左侧有一个电池盒，内装8节1号干电池或相同规格充电电池，用于提供仪器的工作电源，卸开4个螺钉可以更换电池。 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 图3 DUK-2A高密度电法测量系统(续) 图4 DZD-6A 多功能直流电法仪及其面板 四、实验内容及步骤 测区:河海大学笃学楼北侧公路旁,测区地势平坦,地表植被除傍边有一排行道树外均 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 为矮小杂草。 测线布置方式:沿正东的方向布置单条侧线,电极间距a=1m,共n=30个电极。装置方式为温纳四极和偶极剖面装置。 图5 测线布设 实验步骤: ，1，检查实验仪器; ，2，将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离揑入土层中,要求不土层良好接触,将测线固定在钢钎上,使其相互接触; ，3，将测线不仪器连接,进行电阻,检查各段测线不钢钎是否良好接触; ，4，对相关参数进行设定。本次实验的设定层数为7层,电极仍31至60,装置类型 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 采用了温纳装置和偶极剖面装置。测量前先对接地电阻的测量。对接地电阻过大的测点进行检测、调整,至接地电阻合格。 ，5，根据布设情况,选定参数及试验方法,开始测量; ，5， 将所得的视电阻率数据运用反演软件RES2DINV进行数据处理; ，6，根据数据处理得到的地层剖面情况结合所测区域的地质情况,做出合理的地质解释。 五、实验结果 通过将得到的试验数据,读取到RES2DINV软件中并设置好一定的参数后进行反演,我们得到了图下列的反演图。 图6 温纳剖面法剔除虚假点前反演结果 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 图7 温纳剖面法剔除虚假点 图8 温纳剖面法剔除虚假点后反演结果 该温纳剖面法对数据进行了拼接,30个电极,n=7,最后一层9个点,拼接后得到了最后一层第七层18个点,扩大了横向测量范围。根据反演得到的数据,采用温纳法得到的反演结果的均方根误差为3.0%,进行虚假点剔除后均方根差为2.8%。 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 图9 偶极剖面法剔除虚假点前反演结果 图10 温纳剖面法剔除虚假点 地质14-1班 姓名:杨栋 学号:142009020117 图11 偶极剖面法剔除虚假点前反演结果 该偶极剖面法是继温纳剖面法转移了9个电极后直接进行偶极剖面法的测量,故共有30个电极,n=7,第七层只有9个点。剔除虚假点之前的反演结果的均方根差为2.1%,剔除虚假点之后的反演结果的均方根差为1.6%。 温纳剖面法与偶极剖面法的小结:因此横向上的测量范围相比于本次的温纳剖面法相对小了许多,而且只是温纳剖面法的一部分,因此单仍反演结果上难以对二者进行比较。下次实验应该控制变量,而保持单一变量。