高密度电阻率法在探测不同充填类型溶洞中的正反演研究

岩溶在我国分布很广泛,溶洞作为岩溶地区最大的危害通常存在不同的充填类型。高密度电阻率法勘探作为溶洞探测的重要方法,在岩溶地区被广泛使用,实际工作中通常需要采取相应的装置类型。本文对比了不同装置类型下不同充填类型溶洞的地电学特征,分析其正反演结果。结果表明:不同充填类型的溶洞,应当采用不同的高密度电法探测装置。当溶洞的充填类型不确定时,可采用偶极-偶极(Dipole-Dipole)装置进行探测,该装置对三种不同充填类型的溶洞均有较好的效果。     

不同深度岩溶管道的高密度电阻率法反演特征

高密度电法在岩溶区找水具有很好的效果,岩溶山区岩溶管道深度各异,为了探寻岩溶管道深度变化下高密度电阻率的响应规律,本文以高密度电阻率法原理为基础,采用高密度电阻率法微测系统,利用铜柱体模型,模拟均匀介质下不同深度岩溶管道的高密度电阻率响应特征。结果表明:当岩溶管道深度大于15倍电极距时,矩形AMN装置和滚动MNB装置未能探测到该深度的岩溶管道;当岩溶管道深度小于10~11倍电极距时,矩形AMN和滚动MNB装置联合能较精准地定位岩溶管道在平面上的投影位置;岩溶管道反演异常的横向宽度始终大于真实异常横向宽度,反演异常顶部埋深小于或等于真实异常顶部埋深,且岩溶管道深度越浅,反演异常体的形态、大小、埋深越接近真实异常;随岩溶管道深度的增加,岩溶管道的矩形AMN装置和滚动MNB装置异常反演形态由椭圆向半椭圆、弓形变化,直至消失。      

高密度电阻率法在岩溶探测中的应用

岩溶不仅会导致基岩面起伏很大,而且会产生较多的溶蚀带、溶洞、土洞等不良地质现象,对于建筑物的结构安全影响很大.介绍了高密度电阻率法的基本原理及特点,应用该方法对景德镇市某场地进行了岩溶探测.通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等的特征分析,推断了该场地的岩溶分布范围、大小和埋深.经钻探验证,推断结果与钻探资料吻合,为建筑物的基础设计及施工提供了重要的参考价值和指导意义.     

浅谈高密度电法探测土洞溶洞的效果

通过对高密度电法探测溶洞的野外工作方法、资料整理和成果表示进行对比试验,总结了高密度电法在数据处理、数据的图示方法和相应的解释结果。认为选用适当的测量仪器、数据处理、图示方法可以提高高密度电法探测溶洞的有效性。     

基于不同装置的高密度电法对低阻填充溶洞探测的对比

高密度电法勘探中,不同条件下的溶洞起反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满低阻物质时表现为低阻,而当低阻物质含量不同时各个装置的探测效果会有不同。为了比较高密度电法不同装置对低阻填充溶洞的探测效果,构建低阻物质含量不同的低阻溶洞,正演计算了不同装置下的视电阻率,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演。     

基于不同装置的高密度电法对低阻填充溶洞探测的对比

高密度电法勘探中,不同条件下的溶洞起反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满低阻物质时表现为低阻,而当低阻物质含量不同时各个装置的探测效果会有不同。为了比较高密度电法不同装置对低阻填充溶洞的探测效果,构建低阻物质含量不同的低阻溶洞,正演计算了不同装置下的视电阻率,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演。     

高密度电法岩溶探测模型及其在变电工程中的应用

在我国西南部,由于地质条件复杂,许多变电工程不可避免地建于岩溶发育地区,因此探明站址底部隐伏岩溶的位置、规模、埋深及充填物是工程勘察的重点。采用高密度电法进行探测,通过数值模拟计算,总结分析不同填充类型岩溶的地电响应特征,为现场探测、分析、解释溶洞特征提供科学依据;结合站址底部隐伏岩溶探测工程案例,说明高密度电法能有效地查明地下隐伏岩溶,为变电工程合理选址及设计基础深度提供可靠依据。     

断层－充水溶洞上不同装置三维高密度电阻率法正演模拟响应特征分析

高阻碳酸盐岩中的低阻断层和充水溶洞是岩溶区地下水勘查的主要目标体。根据高阻中找低阻的原则,建立碳酸盐岩类裂隙溶洞水赋存模式的断层－溶洞地电模型,利用RES3D软件进行温纳、施伦贝格、偶极－偶极三种采集装置的正反演模拟计算,从三维反演结果、剖面、电测深曲线三个维度,对比分析不同装置下断层－溶洞目标体的地电响应特征和规律。结果显示：(1) 探测深度内,温纳、施伦贝格、偶极－偶极装置可有效识别断层及其上盘三倍于电极距规模的充水溶洞,无法分辨断层下盘二倍于电极距规模的充水溶洞;(2) 相同模型和观测条件下,偶极－偶极装置对目标体的识别能力最强,其三维反演结果可识别溶洞下边界,剖面中形成左凸低阻圈闭异常,不同测深点的曲线类型、拐点、极值点与模型设计最为贴近,且拐点对应岩性界面,极值点位于地质体的中心深度。该工作对野外观测方式的选取和地质解译有一定指导意义。     

高密度温纳剖面法在探查溶洞中的应用

灰岩是一种较为特别的岩体,区内溶蚀现象较为普遍.溶蚀现象会产生较多的溶蚀带、溶洞等不良地质现象,会严重地影响工程质量与施工进度.根据高密度温纳剖面法的原理与野外工作方法,通过应用实例分析高密度温纳剖面法在岩溶区中勘察的应用.     

高密度电阻率法的2.5维反演

讨论了电阻率法2.5维正演和反演的算法,并在此基础上编制了高密度电阻率法2.5维反演程序,该程序可用于8种常用电极装置观测结果的反演.对理论和实测数据的反演结果表明,采用的算法正确,程序运行稳定,反演效果很好.     

高密度电阻率法在勘察黄土洞穴及岩溶中的装置适用性研究

为了探究高密度电阻率法各种装置的适用性,基于有限差分法进行高密度电阻率法二级排列、三级排列、温纳装置、偶极装置、微分装置、偶极—偶极装置、斯伦贝谢装置等7种装置高、低阻异常体正演模拟.通过模拟结果可以看出,偶极装置对于低阻异常体和高阻异常体的探测效果均比较好,温纳装置仅适用于高阻异常体的探测以及高低阻异常体分界面的划分,其他装置模拟得到的高、低阻异常体的形态或位置与实际情况有一定偏差.将模拟结果运用于黄土洞穴、岩溶勘察中,取得了较好的探测效果,可供类似工区参考使用.     

高密度电法在岩溶路基勘察中的应用

高密度电阻率法勘探以其生产成本低,工作效率高等特点,在工程地质勘察中得到了广泛的应用。高密度电法采取较密集的测点以及多种装置的组合同时测量,可提供丰富的地电信息,有利于数据资料的处理与解释。这里在分析高密度电阻率法所基于的静电场理论的基础上,归纳溶洞、滑坡、断裂等地球物理特征,结合某高速公路的高密度电阻率法勘探资料,给出了不同地电模型的异常分布情况,提出了一些提高探测能力和解释精度的数据处理分析方法。通过实例证明,这些方法的正确性以及在实际应用中的良好效果,充分展现出了高密度电阻率法在当今工程地质勘察中所发挥的重要作用和优越性。     

井间超高密度电阻率法溶洞探测研究

利用井间超高密度电阻率法对广州地铁某在建段浅层隐伏岩溶发育情况进行了探测实验。结果表明:利用现有勘察孔进行井间超高密度电阻率法探测溶洞是可行的,通过正反演计算获得的井间电阻率分布特征能直观给出溶洞在横向、纵向上的分布范围,但是对溶洞连通性不易区分,深度偏差为电极距大小。探测时,电法孔孔深一致,孔深和孔间距比大于1.5倍,电极间距1~2 m。     

超高密度电法在上覆型岩溶勘察中的应用

南京地铁4号线桦墅站—仙林东站区间现场钻探时在部分钻孔中发现规模较大的溶洞,为探明区内溶洞的大小和分布情况,结合区域工程地质与水文地质条件,分析岩土介质的地球物理特征,采用超高密度电法对研究区进行地电测量,经反演分析获取地电阻率图像,结合岩溶的电阻率异常响应特征,在隧道纵横方向上分别采用地面方式和井井方式相互验证,判别岩溶的分布范围、走向、大小及埋藏深度。研究结果表明,超高密度电法在上覆型岩溶勘察中具高精度、高效率、直观性等特点,解释成果与钻探揭示验证一致,为土-岩-空洞三元结构的探测提供了一种新方法。     

不同充填介质下的溶洞跨孔电阻率CT探查数值模拟

城市地铁修建过程中常常会遇到溶洞等不良地质条件,为更加准确探查地下溶洞的位置和大小,采用有限元法和最小二乘法正反演数值模拟手段,利用孔距、电极距和与钻孔距离三个变量构建了地下溶洞的地电模型,分析并总结了跨孔电阻率CT法对充气、充水和部分充水溶洞的电阻率响应特征及规律。结果表明:部分充水溶洞的水、气分界面明显,低阻区域和高阻区域与溶洞充水、充气部分位置大小一致,且随着溶洞充水量的增加,溶洞低电阻率响应增强,其异常范围向溶洞顶部扩大;跨孔电阻率CT法能够有效识别溶洞充填性状。      

基于松鼠搜索算法的跨孔电阻率溶洞探测

针对在基建工程前期探测中,传统物探反演方法对溶洞等不良地质条件的探测精度低的问题,提出了一种基于松鼠搜索算法的跨孔电阻率溶洞探测反演方法,用于改善传统的基于Tikhonov正则化的灵敏度迭代法对初值、噪声敏感、容易陷入局部最优等缺陷。采用小型、大型和串珠状溶洞3种数值算例,对不同智能搜索算法和灵敏度迭代法的探测结果进行了对比分析,并开展了室内模型试验和现场实验验证。研究结果表明:基于松鼠搜索算法的反演方法收敛速度快、精确度高,可显著提高跨孔电阻率溶洞的探测精度。     

高密度电法与探地雷达在地下溶洞探测中的联合应用:以广西柳州地区为例

在广西柳州地区特高压线路建设中,利用高密度电法对溶洞进行探测,然而探测结果难以判断高阻异常是充气溶洞的响应还是石灰岩本身的高阻特性响应。在高密度电法探测结果的基础上,进一步使用探地雷达对异常模糊区进行复测验证,雷达结果中出现形如双曲线的反射异常,从而判定高阻异常来源于充气溶洞,而不是石灰岩本身。     

高密度电法在某垃圾焚烧环保发电站岩溶c场地勘察中的应用

岩溶是某垃圾焚烧环保发电站场场址勘察的主要不良地质作用,为了查明岩溶和破碎带的分布情况,本文利用高密度电阻率法来探测能引起低阻异常的岩溶等地质体。在调查该区地层和溶洞的类型、分布及电性特征的基础上,利用RES2Dmod建立包含不同规模和埋深的低阻溶洞或破碎带模型,通过对比模型的温纳、偶极和微分三种装置类型的正反演结果,在本地区选用分辨率和稳定性高的温纳装置进行高密度勘测。利用高密度电阻率法查明了两个落水洞的埋深和分布情况,推测了4个疑似溶洞和破碎带,部分与后期验证钻孔吻合。利用合适的装置类型进行高密度探测可以查明充水充泥低阻溶洞的规模及分布,是一种经济有效的场址勘察方法。     

高密度电阻率法在不稳定斜坡探测中的应用

为有效治理汶川地震产生的不稳定斜坡,应用了高密度电阻率法对斜坡结构特征进行探测。实测资料表明,高密度电阻率法对地下倾斜和垂向电性不均匀体分辨率较高,可用于准确判断地下异常体位置、形状、规模和埋深等;二维高密度电阻率反演地电断面色谱图能准确反映不稳定斜坡的规模、纵(横)向发育及展布情况和空间形态特征等;色谱图中的高低阻形态较好的对映了不稳定斜坡覆盖层、基岩面、富水带、溶洞和裂缝,并能较准确确定不稳定斜坡滑移面起伏形态,大致推算不稳定斜坡土石方量,为不稳定斜坡治理提供依据。     

三维高密度电阻率法在堤坝工程中的模拟试验

为检测堤坝中裂隙、洞穴及渗漏层等隐患的存在,利用三维高密度电阻率法对数字模型和物理模型建立的裂隙隐患进行探测,结果表明室内建立的物理模型在立体图和分层切片图中裂隙的形态有些变化,但其分布范围、位置与相对各自模型中实际的比例尺寸相差不大,说明数值模拟得出的结论可以为实际工程进行理论指导,具有一定的参考价值。