高密度电阻率法在松散层厚度探测中的应用
高密度电阻率法及其在工程勘查中的应用
高密度电阻率法及其在工程勘查中的应用摘要：本文简要介绍了高密度电阻率法的发展、基本工作原理、野外工作方法和室内资料处理方法，以实例说明高密度电阻率法在工程勘查的工作应用，阐明充分研究工作区地质及地球物理条件，恰当选用物探方法，合理进行工作部署，从而取得良好的勘查效果的工作思路。
关键词：高密度电阻率法；电阻率；温纳装置；偶极装置；RES2DINV二维高密度电法反演软件1 高密度电阻率法的概述高密度电阻率法又称为电阻率影像法。
该方法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。
高密度电法的基本设计思想在上世纪七十年代末就由英国的地球物理工作者提出了。
英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式。
八十年代中期，日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集，只是由于整体设计的不完善性，这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。
八十年代后期，我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究，从理论与实际结合的角度，进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题、研制成了几种类型的仪器。
近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。
2 工作原理与仪器简介2.1 高密度电阻法的基本工作原理高密度电阻率法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同，是以地壳中不同岩（矿）石的电阻率差异为基础，通过观测和研究人工电场的分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一种电法勘探方法。
将直流电送入地下，在地下即可建立起人工电场。
如果在电场控制的范围内存在不同的导电岩（矿）石时，它们就会影响正常电场的分布，使正常电场产生畸变。
高密度电阻率法在地质勘探中的应用
高密度电阻率法在地质勘探中的应用摘要：伴随当前地球物理勘探技术的日益发展，电法在地质勘探工作中发挥着越来越重要的作用。
而电法之中的高密度电阻率法具有密度高、获取地质信息速度快、获取信息可信度高等优点，在地质勘探工程中对其的广泛应用，取得的成效显著，因此，在未来的同类工作中应加强对高密度电阻率法的应用，使其得到推广。
本案主要对此电法的应用发展、工作的原理以及结合实际应用进行分析探究。
关键词：高密度；电阻率法；勘探；探测效果高密度电阻率法在实际勘探中的应用，是一种列阵勘探方法，主要是通过将电极装置的位置进行改变，垂直方向与收集水平在地质体上的相对视电阻率，由于视电阻率所产生的差异，将会清晰反演出地质体的详细分布情况，进而使地质问题得到有效解决。
高密度电阻率法已经被广泛应用与国内外的各种物探领域中。
其中包括对石油、天然气、煤炭等多种矿产资源的勘探，近些年有推广到了环境监测与地质工程领域中来，与人们生活息息相关。
高密度电阻率法的发展应用高密度电阻率法无论是在国内，还是在国外的应用领域都是非常广泛的，有许多著名的专家学者对其进行了深入、全面而又系统的研究。
其成果主要有以下方面：张献民于1994年应用此电法对煤田分布的状况进行探测；同年，刘康和应用其对地表断层进行研究，发现了地表的断层状况。
在1997年，由侯烈忠等人员应用此电法对机场跑道进行实测，从所得数据分析可以看出，对跑道所具有的异常特征进行了真实反映。
至2001年，郭铁柱运用高密度电阻法对水坝的渗漏情况进行勘察，并取得优良效果。
吴长生使用此方法对堤坝所存在的安全隐患进行了有效确定。
并结合所勘察的结果提出了治理的建议；此外，在湘西北的岩溶地区，杨湘生运用此电法寻找水源，精确的划定井位；刘晓东在2002年使用高密度电阻率法对岩溶灾害进行调查，比较真实的掌握了岩溶的发育情况。
当今国外社运用高密度电阻率法使用也很广泛，大多被应用于地下水位的探测、湖底、海底等电阻率分布的状况、污染物侵蚀分布状况、隧道开挖的方案是否具有可行性、检测堤坝的隐患等方面。
高密度电阻率法在工程勘查中的问题探讨
高密度电阻率法在工程勘查中的问题探讨高密度电阻率法近些年受到越来越多的关注和讨论。
高密度电阻率法的雏形虽然是由英国人设计，但其真正的研究和应用还是中国人率先开展，并取得了令世人瞩目的工作成果。
高密度电阻率法在工程物探工作中具有不可替代的作用，比如在工程地质勘查、厂址或坝基的选择、地下空洞探测、岩溶探测、地下隐蔽物探测、土壤污染范围调查、地下管线探测等等方面均取得过显著的效果。
本文就高密度电阻率法因为工作模式的改变，可能存在“电磁感应”、“激发极化”和“地下电容”等问题作肤浅讨论。
并提出针对改善这些问题所带来的负面影响，建议改进的工作作法。
2应用实例2．1溶土洞勘查图1 岩溶探测高密度视电阻率等值线剖面图图1是截取的一段在广东阳江市某地高密度电阻率法实测剖面（横坐标为测线长度，纵坐标为探测深度，单位均为米，下同）。
物探勘查区普遍为第四系覆盖，岩性为黄色粘土、亚粘土。
高密度电阻率法极距3m，工作周期4s。
本剖面数据采用斯伦贝尔装置采集，很好地反映出了岩溶发育区域在横向及深度上的分布情况。
2．2隐伏岩性界面勘查图2 中风化石灰岩界面探测高密度视电阻率等值线剖面高密度电阻率法结合钻探的成果常被用来对隐伏岩性界面进行追踪勘查，笔者也进行过多次此类高密度电阻率法勘查工作。
图2为截取的一段广州市白云区某场区高密度勘查实测剖面，其目的是勘查场区内基岩面（石灰岩）的埋深和起伏情况。
电测剖面上有一钻孔资料作为验证结果和解释参数。
工作采用3m极距，使用了施伦贝尔、温纳两种装置。
仪器使用重庆地质仪器厂生产的分布式智能高密度电法仪。
从图2看到，该剖面对岩层顶面起伏状况反映非常清晰。
结合钻孔资料进行标定，获得深度转化的校准参数后对岩面埋藏深度也能进行准确定位。
综合有以下结论：（1）岩面在10-25米深度范围内起伏（在截取剖面段内）；（2）局部位置岩面深度急剧加深，推测该处为石灰岩面附近的溶蚀发育形成的溶沟；（3）高密度电阻率法测得的结果与钻孔吻合程度较好。
高密度电阻率法在铁路勘探中的应用
高密度电阻率法在铁路勘探中的应用摘要：简要介绍了高密度电阻率法的基本原理，列举探测效果较好的工程实例，通过对探测成果的物探解析，很好的完成了铁路勘察中的各项物探任务，说明了高密度电阻率法在铁路勘探中是一种有效的探测手段。
关键词：高密度电阻率法；物探解析；铁路勘探0 引言随着近些年铁路建设的高速发展，工程物探在铁路勘察中的应用越来越多，高密度电阻率法作为一种阵列式电阻率勘探方法，因其方便、高效、数据密度大、勘探能力强等优点，在铁路勘察中应用广泛，并取得了较好的探测效果。
1 高密度电阻率法概述高密度电阻率法是日本地质计测株式会社在20世纪80年代中期首先提出的，并通过手动转换实现了野外数据采集（董浩斌和王传雷，2003）。
随着近几十年来电法勘探新技术的发展，高密度电阻率法在铁路勘察领域得到了广泛应用，其原理与传统电法完全相同，差别在于高密度电阻率法在野外观测中设置了较高密度的测点，测量时，只需将全部电极布置在固定间距的测点上，进行现场观测。
在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，一次性布置较多数量的电极，而且电极之间可通过多路电极转换器自由组合，这样就可以在一次观测中提取多个剖面的地电信息，使电法勘探能像地震勘探—样使用覆盖式的测量方式（邓居智和刘庆成，2003）。
与常规电法相比，高密度电法具有以下优点（王兴泰，1996）：（1）电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；（2）能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；（3）数据的采集和收录全部实现了自动化（或半自动化），不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作导致的误差和错误；（4）可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度；（5）与传统电法相比，具有成本低、效率高、信息丰富、解析方便等优点。
高密度电阻率法的应用
目前，高密度电阻率法勘探系统在 国内有多种，但系统的结构、功能大致 相同。 高密度电阻率法勘探系统包括野 外数据采集和数据处理系统。
（1）数据采 集 系 统 。 数 据 采 集 系统 有长春地院研制的 Gc。 2 程控多路电极 转换器与地矿部机械电子研究所生产 的 MIR—1B 多 功 能 直 流 电 测 仪 组 成 、
法资料全部由计算机数据处理系统完 成，处理工作通常由分析处理、处理和 处理结果图示三步完成。
预处理目的主要在于建立数据文 件、对数据进行排列和平滑。 数据文件 建立可通过电测仪与计算机通讯来完 成， 也可通过键盘逐个读入数据来建 立。
处理及处理结果显示。 通过统计处 理、滤液处理，形成灰度分级断面图、彩 色分级断面图，形成绘制等值线及剖面 曲 线 所 需 的 数 据 文 件 ， 用 SURFER 及 GRAPHER 软件可绘制及输出打印各类 数据等值线断面图及各深度剖面曲线 图， 利用这些成果进行地质解释及判 断。
（3）采 用 自 动 化 采 集 数 据 时 ， 数 据 采集系统应有有效的监控手段或工具， 确保现场采集的数据正确可靠。
（4）高密度电阻 率 同 其 他 物 探方 法 一样，也有它的局限性，必须与其他方 法结合，相互印证，取长补短，解释结果 才更切合实际。 在半定量解释和定量解 释方面须采取更有效的方法及软件。
2 高密度电阻率法的实质
高密度电阻率法勘探的基础仍然
是岩石的电性差异，通过研究在施加电 场的作用下地下传导电流的分布规律， 从而解决有关地质问题。 由此可见，高 密度电阻率法的基本原理与传统的电 阻率法相同，两者的主要差别在于工作 方式不同。 高密度电阻率法，相当于电 测深与电测剖面的一种结合，沿一条剖 面具有同时探测电阻率在水平方向及 深度方向地层电阻率的变化的功能，这 就是高密度电阻率法的实质。
地热勘探中高密度电阻率法的应用
地热勘探中高密度电阻率法的应用摘要：本文通过某地地热资源的物探调查工作，说明高密度电阻率法的应用效果，为今后类似工程借鉴。
关键词：地热；勘探；高密度电阻率法。
Abstract: in this article, through certain place geothermal resources survey geophysical exploration work, the high density resistivity method to explain the application effect for future reference for similar engineering.Keywords: geothermal; Exploration; High density resistivity method.引言：地热是一种宝贵的自然资源，不仅为人类提供热能，同时也提供了水源和矿物资源。
随着人类对能源需求的增长，高密度电阻率法是一种快速勘探地热资源的有效方法，它集锦了常规电阻率法的优点，弥补了常规电阻率法观测和解释中之不足，有效地实现多种电极排列，同时完成电剖面和电测深两种方式的扫描测量，可以调查控制热水的地质构造、与地热有关的火成岩的分布、圈定地下热水的位置，推算地热温度、热储量，为开发、利用地热资源提供可靠的资料。
在这里，以某地地热资源的物探调查工作，说明高密度电阻率法的应用效果。
测区地质概况测区位于南北向的丘陵谷地内。
测区内出露的地层为第四系冲洪积层，由砂土、亚粘土、砂砾层、卵石层组成，厚度一般为5-48m。
第四系冲洪积层下为粗粒黑云母花岗岩，依风化程度的不同，分为强风化粗粒黑云母花岗岩、中风化粗粒黑云母花岗岩和微风化粗粒黑云母花岗岩。
根据各地质钻孔中地下30m 处的地温数据，可绘出地下30m处地温等值线（图1）。
出露的岩浆岩为属燕山第三期侵入岩（γ52（3））的中-粗粒黑云母花岗岩。
讨论高密度电阻率法在地质勘探中的应用
讨论高密度电阻率法在地质勘探中的应用随着勘探技术的不断发展，电阻率法技术也随之提高，现已被广泛用到地质勘探当中。
其中，高密度电阻率法具有很多优点，譬如获取信息大而且速度快，测点密度高及分辨率高等，在现如今地质勘探的使用当中，取得了较为理想的效果，因此这种勘探方法应该逐步进行推广，使之合理被使用。
标签：高密度;电阻率发;地质勘探;应用一、前言高密度电阻率法是在常规直流电法的基础上通过观测系统的电极排列而形成的一种直流电法勘探新技术。
通过对电极装置位置的改变，收集水平和垂直方向上地质体的相对视电阻率，通过视电阻率的差异反演出地下地质体的分布情况，从而帮助解决不同的地质问题。
相对于常规电阻率方法，高密度电阻率法具有以下优点：电极布设一次完成，这使数据采集系统有较高精度和抗干扰能力;能进行多种电极方式的测量，获得的资料更加丰富;野外数据采集、收录实现了自动化和智能化;数据处理、成像显示实时一体化。
随着经济的不断发展，高密度电阻率法被推广到许多地质工程领域，由于其应用范围广泛，物理勘探技术为国家经济发展做出了有力贡献，因此它和人们的生活密切先关，其作用也不可忽视。
二、高密度电阻率法及其工作原理1、高密度电阻法高密度电阻法已被国内外广泛运用于各种领域，譬如，隧道开挖方案可行性、堤坝隐患监测、污染物侵蚀分布、高速公路勘探及地下水位探测等方面，而且许多专家先后都做了深入研究，结果说明高密度电阻法在这些领域当中，为其提供了准确实际意义上的服务，起到了良好的效果，因此其重要性不言而喻。
2、高密度电阻法的工作原理高密度电阻率法根据现场环境地质调查及水文工程需要而研制开发出的一种电探探测系统，见图1，包括数据的采集、资料处理两部分。
高密度电阻率法实现了数据的快速采集与分析处理，从而改变了电法勘探的传统的低效运作模式，大幅度提高了工作效率，勘探的智能化程度向前迈进了一步。
高密度电阻率法与常规直流电法相同，以探测地下目标体与围岩间电性导差异为基础的一种地球物理勘探方法。
高密度电阻率法应用（含举例、图解）
⾼密度电阻率法应⽤（含举例、图解）⾼密度电阻率法在岩溶探测上的应⽤[摘要]简要介绍了⾼密度电阻率法的基本原理，详细分析了⼀个探测实例，通过理论与实践的结合说明了利⽤⾼密度电阻率法进⾏岩溶探测是⼀种有效的探测⼿段。
[关键词]⾼密度电阻率法装置岩溶0 引⾔衢州⼀窑上⾼速公路某段为挖⽅段路基，挖⽅⾼度为6—8m，该路段路基部分开挖⾄路基设计标⾼时，显露出直径⼤⼩不⼀的孔洞7个，⼈⼯插⼊钢钎发现孔洞深浅不⼀，伴有涌⽔现象，洞⼝有扩⼤趋势。
为了查清地下孔洞的分布范围，为进⼀步的治理提供依据，决定利⽤地球物理勘查⽅法进⾏探测，接受委托后，笔者随即对⼯区进⾏了早期调研，根据委托⽅提供的钻孔资料及野外踏勘，场地的地层⾃上⽽下有：亚粘⼟、卵⽯含亚粘⼟、碳质泥岩、灰岩等。
表1为该区各地层岩⽯的电阻率，由表可以看出，这些岩⽯的电阻率差异是明显的，适合进⾏电法勘查⼯作。
灰岩区内的不良地质现象主要是⼟洞和溶洞、溶蚀带，从地质资料可知，⼟洞是发育在覆盖⼟层中，要么是空的，要么充填很松散的⼟、电阻率偏⾼，⽽⼟层的电阻率⼜普遍偏低，因此，⼟洞在等值线剖⾯中的反映是仅次于⼟层中的⾼阻异常；溶洞位于基岩⾯以下，由溶蚀带逐渐溶蚀形成的，多充填有⽔⼟，从⽽电阻率偏低，由于完整灰岩的电阻率普遍偏⾼，因此在灰岩⾯下明显的封闭或半封闭低阻异常基本上是有充填溶洞的反映，不能封闭的带状低阻异常则是溶蚀带的反映，由于⼟洞、溶洞发育的位置、形状、⼤⼩都难有规律可循，根据委托⽅的勘查要求以及⼯区的地质地球物理前提，确定了利⽤⾼密度电法进⾏孔洞勘查。
⾼密度电法获取信息量⼤，分辨率⾼，在岩溶地区地下岩溶分布空间定位中有许多成功的例⼦。
1 ⾼密度电阻率法概述⾼密度电阻率法是近⼏⼗年发展起来的⼀种电法勘探新技术，它在⼯程勘察领域得到了⼴泛的应⽤，其基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是⾼密度电法在观测中设置了较⾼密度的测点，现场测量时，只需将全部电极布置在⼀定间隔的测点上，然后进⾏观测。
浅析高密度电阻率法在工程勘察中的应用
浅析高密度电阻率法在工程勘察中的应用摘要：本文就高密度电阻率法在工程勘察中的应用为课题，对其高密度电阻率法在工程勘察应用中的工作流程以及高密度电阻率法的施工的制约因素进行了分析探讨，并阐述了高密度电阻率法的实际应用。
关键词：高密度电阻率法；工程勘察；应用引言高密度电阻率法测试工作，为工程地质勘察提供必要的地球物理依据，查明地层分布情况，确定相应沟谷覆盖层厚度，具有多电极高密度一次布极并实现了反演成像、数据采集的自动化、跑极等特点,在地质勘察以及采空区调查等方面,都发挥着重要的作用,并能取得良好的效果。
一、高密度电阻率法的原理高密度电法是一种阵列式勘探方法，布设在地面的若干根电极一次性布设完成，布设完成后由仪器自带的计算机控制进行数据采集，它与常规电法相比，高密度电法数据实现了自动化或半自动化的数据采集，大大提高了工作效率。
高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法基本相同，它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法。
高密度电法的勘查基础和前提是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样它通过A，B电极向地下供电流I，然后在M，N极之间测量电位差△U，从而可求得该点M，N之间（一般是MN的中点位置）的视电阻率，根据实测的视电阻率剖面数据，由专业反演软件进行反演计算和成图，便可获得地层中的视电阻率图像分布情况。
由多路电极转换器、电极系、主机三个部分组成了高密度电法数据采集系统。
通过电缆，多路电极转换器控制电极系各电极的供电与测量状态；主机通过通信电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令，向电极供电并接收、存储测量数据。
高密度电阻率法的工作方法一套完整的高密度电阻率法系统包括数据采集系统和资料处理系统二部分，数据采集系统在野外现场工作时，只需要将全部的电极设置在一定间隔距离的测点上，为了兼顾效率和勘查精度，观测点间距一般为0.5米到10米，其观测密度远比常规的电阻率法大得多。
高密度电阻率法数据采集系统有不同的布极和跑极方式，它们的共同特点是各电极点保持一定排列顺序通过距离的不断变化沿测线移动，逐点观测电位差ΔUMN、供电电流I，并算出视电阻率ρs ，通过反演得到模型电阻率断面图。
高密度电阻率法在工程勘察中的应用
高密度电阻率法在工程勘察中的应用时贵平（甘肃省地矿局第二勘查院，甘肃 兰州 ７３００２０）摘 要：在工程与环境地质勘察中，常常由于需要解决问题的精细程度等因素限制，常规的电法勘探很难满足需要。
高密度电阻率法与常规电法相比，具有点距密、数据采集快速、施工效率高、浅部分辨率高、地质信息丰富等特点而作为常用方法来解决水文地质、工程勘察和环境地质等实际问题。
关键词：地质；工程勘察；高密度电法中图分类号：Ｐ６３１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１３－０１８４－２Application of High Density Resistivity Method in Engineering InvestigationSHI Gui-ping（Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｂｕｒｅａｕ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００２０， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ， ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ， ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｅｎｓｅ ｐｏｉｎｔ ｓｐａｃｉｎｇ， ｆａｓｔ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ， ｈｉｇｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ｐａｒｔ ａｎｄ ａｂｕｎｄａｎｔ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ， ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｌｏｇｙ．Keywords: ｇｅｏｌｏｇｙ； ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ； ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ高密度电阻率法测量成果既能反映地下某一深度沿水平方向地质体的电性变化，同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。
高密度电阻率法物探技术及其应用
高密度电阻率法物探技术及其应用[摘要]高密度电阻率法作为物探方法中的一种应用最为广泛的勘探方法，在特殊地质的勘探和工程勘查中起着不可替代的作用，为我国地勘队伍在解决相应地质问题时带来许多便利之处。
本文主要通过对高密度电阻率法工作原理的研究，结合二维成像技术和正反演技术在工程中的运用，提出了一些针对不同环境下勘测时的注意事项。
[关键词]高密度电阻率法二维成像技术正反演技术0引言高密度电阻率法基本工作原理与传统的电法勘探是相同的，主要是根据岩石、矿石以及不同地层、不同地质体等导电性的差异，通过地面的测定，研究人工或天然电场的分布特点和变化规律来推断地下电阻率分布，从而准确的推断出不同地质体的分布状况。
高密度电阻率法凭借其测试简便、效果好、成本低、效率高等优点在勘探工程中具有较高的使用价值。
高密度电阻率法是一种快捷的地质勘探方法，其工作的范畴属于直流电阻率，其采用高密度的布点进行二维电断面测量，采集的数据量大、全面、准确、观测的精度高，在我国的工程地质与水文勘探中运用非常的广泛。
但是也存在许多的不足之处，例如在进行野外勘探时数据处理不够精准、正反演成像技术在进行图像分析时存在误差、二维成像技术的反演问题等等，这些问题都需要勘测人员在理论与实际工程相结合的基础上进行研究，找出相应的解决办法，将高密度电阻率法应用更加的广泛。
1高密度电阻率法的工作原理高密度电阻率法的工作范畴包括数据的采集与数据的处理，与常规的电阻率法工作原理相同，主要是以地下介质之间的导电性的差异为基础，通过A、B两个电极向地下传递电流，然后在M、N电极之间测得电位差△V，从而求得该记录点的视电阻率值Qs=K△V/I。
在进行现场的勘测时，只需要将全部的电极合理的安放在一定距离的测点上，然后将多芯电缆连接到由单片机控制多路电极自动转换开关，这样机器就能够根据自身的需求进行电极与测点之间的自动转换。
测量的数据通过电极转换开关传输到微机工程电测仪，根据实测的电阻率剖面数据，通过专业的计算机软件进行反演数据处理，就可以获得地层电阻率的分布状况，从而推断出地层结构的分布状况[1]。
高密度电阻率法勘察技术及其应用
高密度电阻率法勘察技术及其应用尹兵祥;徐凯军;刘展【摘要】高密度电阻率法是浅部地质研究的一种重要方法，该方法采用阵列电极布置和程控自动测量，数据量大、精确度高。
对实测的视电阻率资料进行电阻率反演，得到的介质电阻率剖面可以很好地显示介质的电性结构。
根据电阻率数据的变化进行垂向分层和横向分区，可以开展金属矿产、水文地质、工程地质、环境地质、探测断层、洞穴探测、管线探测、考古等浅层地质研究。
物探实验场地、百尺河断裂和安丘-莒县断裂等应用实例验证了高密度电阻率法的有效性和精确度。
%The high density resistivity method is an important method for shallow geological research, array electrode arrangement and the automatic measurement was used in this method,so as to get mass and more accurate data.Resistivity distribution which shows the electrical structure in profile can be inverted from the measured apparent resistivity,many research can be conducted in shallow geology by vertical laye-ring and horizontal zoning according to the variation of resistivity data,such as mineral exploration,hydro-geology,engineering geology,environmental geology,fault prospecting,cave exploration,pipeline detec-ting,and archaeology and so on.The application on test area,Baichihe fault and Anqiu-Juxian fault demon-strate the potential and precision.【期刊名称】《内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版）》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】6页(P338-343)【关键词】高密度电阻率法;装置类型;佐迪反演;浅层地质;工程勘察【作者】尹兵祥;徐凯军;刘展【作者单位】中国石油大学华东地球科学与技术学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东地球科学与技术学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东地球科学与技术学院，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TP181高密度电阻率法是在传统电阻率法的理论基础上结合自动化技术发展而成的,野外测量时,将众多电极一次性布置完毕,采用多芯电缆连接到仪器后,利用程序控制电极排列中每次测量所用的几个电极及其与供电和测量电极的对应关系[1-4].高密度电阻率法的众多电极为一次布设和连接完成,自动化测量,提高了测量效率和数据精度,减少了手工操作所出现的错误; 对数据进行预处理显示和分析评价,通过反演得到介质电阻率分布,可以很好地显示介质的电性结构,进而根据电阻率数据进行纵向分层和横向分区,解决诸如金属矿产[5]、水文地质[3,6]、工程地质[6-7]、环境地质[8-9]、断层探测[10-12]、洞穴探测[13]、管线探测[14]、考古[15-16]等多方面的浅层地质问题.高密度电阻率法目前已经成为工程与环境领域重要的勘探技术之一.高密度电阻率法的基本原理与传统的电阻率法相同,即通过接地电极在地下建立电场,观测因不同导电地质体存在时地表电场的变化,从而推断和解释地下地质体的分布或产状.假设地面水平,地下半无限空间为各向同性均匀介质,供电电极A、B处的电流强度分别为+I和-I,测量电极M和N之间的电位差为ΔUMN.计算大地介质电阻率的公式为,其中AM,BM,AN,BN分别为对应两个电极之间的水平距离,K 称为装置系数,或布极系数.传统的电阻率法采用4个电极,每次测量完毕需改变电极位置做下一次测量,这种跑极的工作方式既影响工作效率,也不利于提高测量精度.高密度电阻率法在这一方面做了重大改进,将大量电极排成阵列,采用自动化技术控制数据的采集,每次在电极阵列中选取一组电极组合进行测量,然后改变电极组合做下一次测量,直到设计的组合方式全部测量完毕.在此过程中不需要人工干预和改变电极,极大地提高了测量效率,也有利于避免同一位置多次布极之间的差异.图1为高密度电阻率法示意图,代表了这种方法仪器设备的两个阶段.其中图1(a)为高密度电法的最初阶段,电极阵列的每一根电极分别连接一根电线到电极转换器,这样现场的电线就会非常多而乱; 图1(b)为采用多芯电缆连接电极排列,施工现场变得很简洁,这种方式又分为两个阶段,先是排列中的每一个电极都对应于多芯电缆内部的一根线芯,电缆芯数多导致粗而笨,随着技术的发展,目前的多芯电缆只需要8芯,4芯用于连通测量的4个电极,另外4芯用于发送电子信号,控制电缆线上电子开关的连通与断开,而且电缆线采用多根串接的方式,进一步提高了野外测量的工作效率. 高密度电阻率法的思想始于1970年代末期,英国学者设计了电测深偏置系统.1980年代中期,日本地质计测株式会社借助电极转换板实现了实际数据的采集.1980年代后期,我国原地质矿产部系统研制了几种类型的仪器.目前国外生产高密度电法仪器的主要有美国的AGI公司、法国的IRIS公司、瑞典的ABEM公司、日本的OYO公司等.国产仪器生产厂家主要有吉林大学骄鹏物探仪器公司(E60B/M/D等),重庆奔腾数控技术研究所/重庆万马物探仪器有限公司(WGMD-6/9等),北京奥地探测仪器有限公司/原北京地质仪器厂(DUM-2,DDJ-5)等[1,4].图2为骄鹏集团生产的E60M高密度电法工作站,该仪器主机整合了微机和工控机,采用Windows操作系统,像操作微机一样调用采集软件,实时显示视电阻率数据,可现场进行电阻率反演和解释.该仪器采用PS-2多芯电缆电子开关,电缆线内只有8根线,采用多根电缆线串接的方式,轻便且极具扩展性[17].高密度电法的电极排列包含众多电极,因此可选的测量装置类型也较多,原则上讲只要每次测量所用的电极符合某种规律就可以算作一种装置类型.图3所示为常用的几种类型,其中温纳(α)装置(AM=MN=NB)是对称四极(Schlumberger)装置(AM=NB)的特例,偶极装置的规律是AB=MN,三极装置是指有一个供电电极位置很远的情况,测深装置是指对称四极装置保持中间点不变而逐次增大供电极距AB 的方式.根据测量装置类型的不同,有效数据的剖面分布范围也有差别,如对称四极、温纳、偶极等装置类型的数据分布范围一般为倒梯形,测深装置的数据范围为矩形,三极装置的数据范围则通常是平行四边形(AM=MN),也可以是矩形(MN不变). 对于有限数量的电极和有限长度的排列,测量的范围和深度都是有限的,完整的数据资料范围呈现为浅层宽、深层窄的倒梯形,矩形、平行四边形等数据分布是倒梯形区域的一部分,温纳装置可以视为一个基本或标准的装置,对称四极装置测量层数较多,所以垂向分辨率相对较高,三极和测深装置的数据分布则便于多个排列数据的拼接[18-19].高密度电法资料的处理解释主要是统计、滤波和反演等.其中统计处理的主要是对测量数据作分析评价; 滤波处理的主要作用是消除不合理的奇异值,使视电阻率数据的纵横变换趋势合理; 反演则是根据视电阻率求取介质电阻率分布,是资料处理解释的核心步骤,经过反演处理得到的介质电阻率分布数据可以方便地用于地质解释.目前常用的佐迪反演是基于施伦贝格和温纳测深的一种最小二乘优化法,该方法假设地层的层数和测深曲线上的点数相同,将视电阻率当做介质电阻率构建初始模型,每一层的平均深度采用测得相应电阻率的电极距再乘以某一常数.采用模型正演视电阻率曲线与实测资料对比,修改电阻率模型,如此迭代,直至实测曲线和模型曲线的均方根误差减至最小[20-22].每次迭代按下式用实测视电阻率和计算视电阻率之比为系数调整各层的电阻率,,其中: i为已进行的迭代次数; j为层数(或电极距数); ρi(j)为第i次迭代第j层的电阻率; ρ0(j)为实测曲线第j个极距的视电阻率; ρci(j)为理论曲线第j个极距的视电阻率.第1个应用实例是中国石油大学(华东)青岛校区的物探实习场地探测,该场地南北长约100 m,东西宽约60 m.最初南半部分为低洼地,北半部分为村庄,后经填埋整平作为运动会的投掷场地,表面为草坪,其下埋设有铁罐、矿石等目标.测线沿南北方向,使用8根电极电缆,每根连接8个电极,极距1 m,采用温纳(α)装置,测量深度为1-21层,每个排列测量完毕,向前滚动一根电缆线(即一串8个电极),长度8 m,进行下一个排列的测量,总计9个排列,测线总长128 m,9个排列的测量结果拼接在一起进行反演解释.图4所示相当于128个电极的排列,测量1-21层.其中上图为实测的视电阻率,从中可以看到纵、横向的变化,但由于视电阻率的体积综合效应,并不能直观地反映地电结构; 中图为模型正演拟合的视电阻率分布,是与实测视电阻率在最小二乘意义下的最佳相似; 下图为迭代修改的最佳介质电阻率分布,不仅在地质意义方面比视电阻率更明确,而且纵、横分辨率也大大提高,可以据此解释地下电性结构.图中表层薄的高阻层为冬季干旱缺水的表现,剖面左侧浅部低阻区为原低洼地的反映,右侧浅部高阻为原村庄的反映,深部高阻显示的是基岩.第2个应用实例是青岛胶州百尺河断层,该断层西起诸城市百尺河镇,走向北东85°左右,全长70 km.该断层向南下倾,倾角70°～74°,北盘为侏罗系莱阳组砂砾岩,南侧为王氏组砂页岩,青山组火山岩局部分布于断层附近,断裂北侧形成一条近东西向的低山梁,断层位置有冲沟[23].测线沿近似垂直冲沟的南北向土路布置,共64个电极,4 m极距,排列长度252 m,测量装置类型为温纳(α)装置,测量深度为1-21层.成果资料如图5所示,其中上图的实测视电阻率分布纵、横向变化明显,变化趋势合理,揭示了断层的存在,但是由于高低值之间的渐变,使得断层面不好确定; 中图的模型正演拟合的视电阻率分布与实测视电阻率有极好的相似; 下图迭代修改的反演介质电阻率分布中的高、低值变化更加明显,其间的突变界限就是断层面的位置,图中浅层小局部高值对应于过沟的土路,少数的几个实测视电阻率奇异值并没有对反演结果造成明显的影响.第3个实例为安丘-莒县断裂,是我国东部著名的郯庐断裂带上的一条分支,走向为北东约15°,以右旋走滑活动为主,兼有正断或逆冲活动分量.该断层在朱里镇以北隐伏于第四系之下,在朱里镇以南断续出露[24].测量位置位于朱里镇黄疃村以北,维莱高速南侧,测线由西向东,地形略有起伏,表层为沙土.高密度电阻率法采用8根电极电缆,每根电缆线接8个电极,相邻电极距5 m,排列长度320 m,采用温纳(α)装置,测量深度为1-21层,每个排列测量完毕,向前滚动一根电缆线(即一串8个电极),长度40 m,进行下一个排列的测量,总计4个排列,测线总长440 m.四个排列的测量结果拼接的资料如图6所示,相当于88个电极的排列,测量1-21层,其中上图的测量视电阻率表现出明显的分层特征,表层高阻,中间低阻,横向中间视电阻率相对较高; 中图的模型拟合视电阻率分布很好地拟合了实测视电阻率的变化规律特征; 下图的反演介质电阻率直观地反映了剖面的电阻率结构,浅层高阻为冬季干燥的沙土层,其下高陡,甚至直立的高、低阻分布分别反映了相对完整的小地块和破碎的走滑断裂带.因为测线长度较短,整个都是处于安丘-莒县断裂范围之内,因此反应的是断裂内部结构.(1) 高密度电阻率法具有轻便、快速的优势,能有效地探测和研究浅部地层的电性结构,用于探测浅部覆土的厚度和发现被表层覆土掩盖的断层或高、低阻异常体,对于浅层地质勘察和工程地质调查具有极为重要的意义和作用.(2) 在探测断层、渗水等具有方向性或是洞穴等小的目标时,单条测线可能难以完成地质任务,需要不同方向的多条测线,甚至是测网,如果可能最好做三维的高密度电法,根据电阻率数据体来解释地下电阻率异常.(3) 与传统电阻率法一样,高密度电法的探测深度与排列长度呈线性关系,虽然在理论和技术的角度排列长度可以很大,但实际上的长度是有限的,因而测量深度有限,超出测量深度能力的目标是难以探测到的.【相关文献】[1] 董浩斌,王传雷. 高密度电法的发展与应用 [J]. 地学前缘,2003,10(1):171-176.[2] Barker R D. The offset system of electrical resistivity sounding and its use with a multicore cable [J]. Geophysical Prospecting,1981,29:128-143.[3] R J Owen·O,Gwavava·P. Gwaze.Multi-electrode resistivity survey for groundwater exploration in the Harare greenstone belt,Zimbabwe [J]. HydrogeologyJournal,2005,14:244-252.[4] 严加永,孟贵祥,吕庆田,等. 高密度电法的进展与展望 [J]. 物探与化探,2012,36(4):576-584.[5] 李水平. 高密度电阻率法在铝土矿床上的应用 [J]. 物探与化探,2009,33(1):8-10.[6] 阮百尧,单娜琳. 电阻率影像法及在水文和工程地质中的应用 [J]. 工程勘察,2000(1):22-24,19.[7] 王启军,胡延林,都兴锋,等. 高密度电阻率法在工程勘查中的应用 [J]. 地球物理学进展,2009,24(1):335-339.[8] 周锡明,陈超,王佩业. 高密度电法在山区浅表层结构调查中的应用 [J]. 物探与化探,2012,36(2):198-202.[9] 涂广红,王传雷,江为为. 田野白蚁主巢的高密度电法探测实例 [J]. 地球物理学进展,2006,21(1):279-283.[10] Tao Zhu,Rui Feng,Jin-qi Hao,et al. The Application of Electrical Resistivity Tomography to Detecting a Buried Fault:A Case Study [J]. Journal of Environmental and Engineering Geophysics,2009,14(3):145-151.[11] 玄月,王金萍,冯军,等. 高密度电法在隐伏断裂探测中的应用 [J]. 大地测量与地球动力学,2011,31(2):56-59.[12] 程邈,傅焰林,李振宇. 高密度电法在查明潜伏断裂中的应用 [J]. 工程地球物理学报,2011,8(4):417-420.[13] 雷旭友,李正文,折京平. 超高密度电阻率法在土洞、煤窑采空区和岩溶勘探中应用研究 ]J]. 地球物理学进展,2009,24(1):340-347.[14] 张玮,肖宏跃,钟宙灿. 高密度电阻率法在城市地下水网管道探测中的应用 [J]. 工程勘察,2009(7):91-94.[15] 宋洪柱,李守春,张素梅. 高密度电阻率法在古墓探测中的应用 [J]. 工程地球物理学报,2007,4(2):123-126.[16] 刘士毅,袁炳强,吕国印,等. 综合地球物理方法在探测秦始皇帝陵地宫中的应用 [J]. 工程地球物理学报,2004,1(3):213-219.[17] 张晓培,张琪,黄祥林,等. 分布式高密度电法仪的设计 [J]. 吉林大学学报:地球科学版,2002,32(增刊):9-10.[18] 马志飞,刘鸿福,叶章,等. 高密度电法不同装置的勘探效果对比 [J]. 物探装备,2009,19(1):52-55,67.[19] 王爱国,马巍,王大雁. 高密度电法不同电极排列方式的探测效果对比 [J]. 工程勘察,2007(1):72-75.[20] Sasaki Y. Resolution of resistivity tomography inferred from numerical simulation [J]. Geophysical Prospecting,1992,40:453-464.[21] Loke M H,Barker R D. Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudo-sections by a quasi-Newton method [J]. Geophysical Prospecting,1996,44:131-152. [22] 王兴泰,李晓芹. 电阻率图像重建的“佐迪”反演及其应用效果 [J]. 物探与化探,1996,20(3):228-233.[23] 支鹏遥. 胶州湾地质构造特征及成因研究 [D]. 国家海洋局第一海洋研究所,青岛:2008.[24] 王志才,贾荣光,孙昭民,等. 沂沭断裂带安丘- 莒县断裂安丘—朱里段几何结构与活动特征 [J]. 地震地质,2005,27(2):212-220.。
高密度电阻率法及其在工程勘查中的应用 黄晓明
高密度电阻率法及其在工程勘查中的应用黄晓明摘要：本文简要介绍了高密度电阻率法的发展、基本工作原理、野外工作方法和室内资料处理方法，以实例说明高密度电阻率法在工程勘查的工作应用，阐明充分研究工作区地质及地球物理条件，恰当选用物探方法，合理进行工作部署，从而取得良好的勘查效果的工作思路。
关键词：高密度电阻率法；电阻率；温纳装置；偶极装置；RES2DINV二维高密度电法反演软件1 高密度电阻率法的概述高密度电阻率法又称为电阻率影像法。
该方法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。
高密度电法的基本设计思想在上世纪七十年代末就由英国的地球物理工作者提出了。
英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式。
八十年代中期，日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集，只是由于整体设计的不完善性，这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。
八十年代后期，我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究，从理论与实际结合的角度，进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题、研制成了几种类型的仪器。
近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。
2 工作原理与仪器简介2.1 高密度电阻法的基本工作原理高密度电阻率法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同，是以地壳中不同岩（矿）石的电阻率差异为基础，通过观测和研究人工电场的分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一种电法勘探方法。
将直流电送入地下，在地下即可建立起人工电场。
如果在电场控制的范围内存在不同的导电岩（矿）石时，它们就会影响正常电场的分布，使正常电场产生畸变。
高密度电阻率法在查明滑坡覆盖层厚度中的应用
３ｍ 处 ， 表 诱发 层厚 度 约 ８ ， 表 为粘 土 层 ， 水 ８ 地 ｍ 地 含 较 丰 富 ， 阻 率较 低 。３ ～４ ｍ 处 地 表 应 为 泥岩 露 电 ８ ０ 头 ， 底 部基 岩 相连 ， 距 离 地表 ３ 深 处有 一 小型 与 在 ｍ
垂 直 方 向 不 同 深 度 电性 的 变 化 情 况 。
１４ ．
测 线 布 置 示 意 图
资料 解 释 与 成 果
１ 高 密 度 电 阻 率 法 在 查 明 滑 坡 覆 盖 层 厚 度 中 的 应
用 １ １ 工 区 地 质 概 况 ．
野 外施 工 结 束 之后 ， 采集 到 的 数 据 进行 整 理 对
５ｍ 处 位于 茶 林 。根 据 测 区 的物 性 参 数 ， 表粘 土 ９ 地
层 因为含 有滚 石 ， 电阻率 值偏 高 ， 对 于 表层 含水 视 相 层为 高 阻体 ， 岩 的视 电阻率也 为一个 相对 高 阻体 。 基 反演 解释 图 如下 图所 示 ： ’
１ ３ ．
野 外 施 工
质 体 的 赋 存 情 况 。 此 方 法 采 集 密 度 的 增 加 和 装 置 的 增 多 ， 得 电 法 勘 探 的 野 外 数 据 采 集 信 息 量 大 为 丰 使 富 ， 传 统 电法 带 来 了 新 的 活 力 。 常 规 电 阻 率 剖 面 为 同 法 、 深法 相 比 ， 能提 供探 测 地质 体在 某 一深度 沿 测 既 ７ ￣－ 向 的 电 性 的 变 化 趋 势 ， 能 反 映 地 质 体 在 沿 Ｊ ： ＜ Ｚ 也
根 据 此 次 任 务 需 要 ， 查 明 滑 坡 滑 塌 覆 盖 层 厚 即 度 ， 布 置 高 密 度 电 阻 率 法 剖 面 ５条 。由 于 工 作 区 地 将 形 相 对 起 伏 较 大 ， 作 区周 边 植 被 茂 密 ， 网 布 置 不 工 测
高密度电阻率法在工程勘察中的应用.
浅释高密度电阻率法方法特点陕西省地勘局物化探队 2004 年 10 月浅释高密度电阻率法方法特点一、绪言 工程物探是工程地质勘察中的重要手段之一，但其本身由于勘探仪器的限制，还存在着很多不足。
例如，应用岩石的电性差异来解决 地质问题时，我们以前采用常规电法-----电阻率测深法，一般是供电 极 AB，接收极 MN，若排列形式为 AMNB 对称排列（a 法排列）， 称该方法为对称四极电阻率测深法。
电阻率测深法在某一测点上逐次 扩大供电电极距 AB：AB=1、3、7、10、15、25、50、70、100、150、 200、300、500 米，使探测深度逐渐加大，这样便可得到沿垂直（纵 深）方向由浅到深的视电阻率变化情况。
但是电阻率测深法由于受其 观测方式的制约，不仅测点稀，工作效率低信息量小，而且更难从多 种电极排列去研究地电断面的特征、结构与分布。
因此，所提供的关 于地电断面的地质信息贫乏，资料解释存在相当困难。
为了克服上述 困难与不足，更好的发挥物探在工程勘察中的优势，我们引进了高密 度电阻率这项新的勘探技术。
高密度电阻率法相对常规电阻率测深法，有以下优点： 1、电极布设是一次完成的。
虽然在工作开始观测前要投入较大 的工作量来完成多电极的布设工作，但这样做可以防止因电极重复设 置引起的干扰，减小了测量误差。
2、常规电阻率测深一次只能得到一条剖面上一个点的电阻率值， 而高密度电法在电极布设好时可以得到一条剖面下整个断面的电阻 率参数。
大量的信息使我们在异常解译上排除电法工作的多解性有了1较大的帮助。
3、野外的数据采集、收录实现自动化、智能化，因此可以方便的采集到同一深度上多个电阻率参数以及不同深度上电阻率参数。
数 据的自动存储避免了人为的观测记录误差，智能化可以实时看到地电 断面电阻率变化特征，便于与计算机联接实现数据共享，便于后期资料处理。
4、由于在一条地电断面上有很多的电阻率值（所以称之为高密 度电阻率），在现代计算机技术的支持下，利用现在较成熟的应用软 件包，我们可以很方便的得到一条地电断面异常图，使我们很直观的 分析地质体的相对电性特征，从而了解异常地质体的埋深、规模等。
高密度电阻率法的综合应用
高密度电阻率法的综合应用摘要：高密度电法虽然是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法，但是在工程勘探中，它集电测深与电剖面法于一体，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征，与其它电法相比具有明显的优势。
关键词：高密度电阻率法；工程勘探；应用1高密度电阻率法基本原理高密度电阻率法是一种阵列勘探方法，基本原理与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，野外测量时需将全部电极(几十至上百根置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。
当测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。
与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：①电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；②能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；③数据的采集和收录全部实现了自动化(或半自动化)，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误；④可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。
由此可见，高密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法。
2高密度电阻率法的施工首先要考虑它的制约因素：2.1地形的影响。
这是工程勘察最常见的影响因素，尽管目前也出现了地形改正软件，但功能并不完善，总体效果不理想。
2.2探测体埋深过大。
根据电法理论，探测体的规模与埋深需达到一定比例后方能被探测。
如果规模偏小，埋深偏大，则不能被仪器有效接收。
有理论推导有效探测深度的径深比大约为1：6的范围内。
2.3多解性。
探测体的电阻率和埋深之间存在S等值和T等值关系，如果其中一个参数不确定，那就可能对应多个结果而曲线形态和曲线拟合结果完全一样，这会在工程应用中造成很大误差。
高密度电阻率法探测滑坡体覆盖层厚度阐述
高密度电阻率法探测滑坡体覆盖层厚度阐述1 工程概况1.1目的任务本次工程目的是，通过高密度电法对沁水县**滑坡体进行物探勘查，查明滑坡体覆盖层大致厚度，为下一步治理提供初步依据。
1.2测区范围滑坡工作区面积约52900m2，具体场地平面图见附图一。
1.3作业依据▲《电阻率测探法技术规程》（DZ/T0072--93）1.4完成工作量本次高密度电法探测工作共布置7条测线，每条测线570个测点，剖面长度325m，总测点数3990个，总剖面长度2275m。
其中沿着滑坡坡面走向共布置5条测线，分别为A线、B线、C线、D线和I线，垂直于滑坡坡面走向共布置2条测线。
具体测线布置图详见附图一。
2 探测方法2.1方法选择根据本次探测工作目的及现场条件选用高密度电法进行探测。
2.2工作原理高密度电法的基本原理是：利用不同物质成份所具有的电性差异，通过地表不同电极距的设置采集到地下不同深度的视电阻率值，再对蕴含有各种地质体信息的视电阻率值，采用计算机数据处理、解释及成图，从而推演出地质体的大小、形状、分布和特征。
2.3仪器设备本次高密度电法勘探数据采集选用的仪器是重庆奔腾数控技术研究所研制的WGMD-9高密度电法系统。
该设备系统覆盖了从浅部到中深部的电阻率、极化率测量，具有常规电法的深度优势，兼有高密度电法的信息量丰富优势，使得高密度电法有逐渐取代常规电法的趋势，因此必将得到更广泛的应用。
WGMD-9高密度电法系统的技术指标：4 数据处理数据处理采用的是M.H.Loke博士设计的RES2DINV电阻率成像数据二维反演软件。
数据处理主要包括两大部分，即数据预处理和数据反演处理。
数据预处理主要包括：a、编辑视电阻率值，对突变点和噪声引起的畸变数据进行剔除；b、对由多个测量断面组成的剖面进行拼接；c、把各道电极所对应的平面坐标添加到数据文件中；d、对于地形起伏较大的剖面，把高程坐标添加到数据文件中，以备反演处理时进行地形校正处理。
高密度电阻率成像技术及在铁路路基病害探测中的应用
高密度电阻率成像技术及在铁路路基病害探测中的应用引言：随着铁路交通运输的发展，铁路路基的安全与稳定性显得尤为重要。
然而，铁路路基病害是影响铁路运输安全和正常运营的主要因素之一。
因此，针对铁路路基病害的精确探测与评估，对于铁路运输的安全性和效率至关重要。
本文将介绍一种高密度电阻率成像技术，并探讨其在铁路路基病害探测中的应用。
一、高密度电阻率成像技术的原理与特点高密度电阻率成像技术（High-density electrical resistivity imaging,HD-ERI）是一种非侵入式地质勘探方法，通过测量地下不同深度处的电阻率分布，获取地下结构的图像信息。
其原理是利用电流在地下的传导与电阻的关系，通过对不同位置处的电流和电压进行测量，计算出地下结构的电阻率分布。
该技术具有以下特点：1.高分辨率：高密度电阻率成像技术能够提供较高的空间分辨率，能够检测到较小尺度的地下结构变化。
2.非侵入性：该技术通过对地表进行电流和电压测量，不需要打孔或进行土壤移除等侵入性操作，避免了对地下结构的破坏。
3.高效性：高密度电阻率成像技术能够在较短时间内获取大面积的地下结构信息，提高勘探效率。
4.成本低廉：相比于其他地质勘探方法，该技术成本较低，具有较高的经济性。
二、高密度电阻率成像技术在铁路路基病害探测中的应用铁路路基病害是铁路运输中的主要安全隐患，如果不及时发现和处理，可能会对铁路运输的安全性产生严重影响。
高密度电阻率成像技术提供了一种快速、精确的方法来检测铁路路基病害并评估其严重程度。
1.土质变化检测：铁路路基的土质变化是导致路基沉降、坍塌等问题的主要原因之一。
高密度电阻率成像技术可以通过测量地下土壤的电阻率分布，识别不同土质层的边界和变化情况。
结合其他地质勘探数据，可以准确判断土质变化所导致的问题，并采取相应的补救措施。
2.湿度分布检测：湿度变化是导致铁路路基松软和决策的主要原因之一。
高密度电阻率成像技术可以通过测量地下土壤的电阻率，反映土壤的湿度分布情况。
高密度电阻率法在顶板基岩含水层厚度探测中的应用
高密度电阻率法在顶板基岩含水层厚度探测中的应用牟平1 霍军鹏1 侯彦威2[1．陕北矿业有限责任公司，陕西榆林719000；2．煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安710054]摘要高密度电阻率法是以岩、矿石的电性差异为基础，通过探测场的参数变化获得电性局部差异来认识被测目标的一种勘探手段。
本文介绍了利用高密度电阻率法探测韩家湾煤矿顶板基岩含水层厚度的工作原理、方法和应用效果。
钻探验证表明，采用高密度电阻率法测定含水层的厚度具有较好的应用效果，且成本低、效率高、测试简便，该方法在工程应用方面具有一定的价值。
关键词高密度电阻率法含水层厚度视电阻率钻探高密度电阻率法是根据水文、工程与环境地质的实际需要而提出的一种电阻率法观测系统。
与常规电阻率法相比，高密度电阻率法在野外信息采集过程中可组合使用多种装置形式，具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、分辨率高、生产效率高等特点。
高密度电阻率法以岩土体的电性差异为基础，研究在外电场的作用下地下传导电流的变化分布规律，采用专门的仪器设备来观测岩土体的电性变化。
它既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，又能提供地层岩性纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法2种方法的综合探测能力。
近年来，国内不少单位开展了该项方法技术的应用，并已取得了良好效果。
1基本原理及探测方法1．1基本原理高密度电阻率法是通过研究人工施加电场的分布规律来达到解决地质问题的目的。
求解地层中传导电流的分布时，一般采用解析法。
其电场分布满足：铲u=予(戈飞)6(y-yo)8(z-Zo)(1)式中石。
，Y。
，％——原点坐标；菇，Y，z——场点坐标； 6——与距离有关的函数；，二一电流；盯——电导率。
当菇≠‰，Y#Yo，z，Z=zo时，即只考虑无源空间时，上式变为拉普拉斯方程：铲U=0(2)在复杂条件下，我们无法求得拉氏方程的解析解，因此在实际应用中主要采用各种数值模拟方法来解决问题，如二维地电模型使用点源二维有限元法、三维地电模型则使用有限差分法等。
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西部 探矿 工 程
１ ０ ９
高密度 电阻率法在松 散层厚度探测 中的应用
侯 彦 威
（ 中煤科 工 集 团西 安研 究院 有 限公 司 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ７ ）
摘
要： 陕北侏 罗纪煤田煤层倾 角小、 埋藏浅， 地表松散层厚则煤层顶板基岩薄， 工作面回采过程 中
陕 北 神 府 矿 区煤 层 埋 藏较 浅 ， 地 表 松 散 风 积 砂 层 偏厚 ， 但 具 有 不均 匀性 ， 导致 煤 层顶 板 基岩 变 薄 。井 下 开采期间 ， 工 作 面顶 板 基 岩 冒落形 成 的裂 隙为 溃 砂 提
高密度 电阻率法勘探 的装置多达十余种 ， 施工效
率 较 高 的 是 变 断 面 连 续 滚 动 扫描 测 量 的 三 极 Ａ— ＭＮ 与？ ＼ Ｎ —Ｂ装 置 ， 电极 排 列 如 图 １ 所示 ， 图 中Ｍ 、 Ｎ为 测 量 电极 ， Ａ或 Ｂ为供 电 电极 。
● ● ●
厚 度 的推断 ， 预 测预 报 溃砂危 险 区 。
１ 基 本原 理及 探测 方 法
１ ． １ 基 本原 理
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高 密 度 电 阻率 法 以岩 土 体 的 电性 差 异 为基 础 ， 在 施加外 电场的作用下 ， 研究地下传导电流 的变化分布 规律 ， 观 测 岩 土 体 的 电性 变 化 以 达 到勘 探 目的 ］ ， 与 常
３ ． ２ 工作 布置
中值空间滤波的方法加 以虑除 ， 提高数据的信噪 比； 最 后 得到反演视 电阻率拟断面 图， 并对其进行地质解 释
的过 程 。高 密度 电阻率 法 的测 量数 据在 处 理方 法 上采 用 佐 迪方 法 进行 二维 反 演 ０佐迪 法 是基 于 施伦 贝尔和
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’
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ｆ ｂ ）
图 １ 三 极 测 量 装 置
差
， 并通过下式求得测点处 的视电阻率值：
Ｋ．
工作 时 ， 无 穷 远 电极 Ｂ或 Ａ放 置 的距 离 为 最 大 电
式 中： Ｋ — — 装置 系数 ， 其中： Ｋ＝＿Ｔ— ＿Ｔ ＿丁＿ Ｔ ＡＭ — 一— ＡＮ — 一。 百 十— Ｂ Ｎ —
＋ — — 一 Ｊ ｖ 口’
供 了通道 ， 若松散层含水 ， 则极易形成涌水溃砂事故 ， 严 重影 响 工作 面 回采 和 人 身安 全 。采 用 横纵 向分辨 率
较 高 的高 密 度 电 阻 率法 进 行 勘 探 ， 结合 已 知地 质 资 料
对 物 探 成 果 进 行 了综合 分 析 与解 释 ， 可 以 完成 松 散 层
２ 数 据电极距嘲 。
１ ． ２ 探 测 方法
样， 所不 同 的是方 向相 反 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ 一 ｌ １ — ３ ｏ
作者简介 ： 侯彦威 （ １ ９ ８ ３ 一） ， 男（ 汉族） ， 河南商丘人 ， 助理研究员 ， 现 从 事 煤 矿 水 文 地 质 电磁 法 勘 探 技 术 的研 究 Ｔ作 。
。 。 ． ＿ Ａ
Ｍ
Ｎ
—— ———＿ ＋
Ｂ
规 电阻率法相 比， 具有观测精度高 、 数据采集量大 、 地 质信息丰富 、 分 辨率高 、 生产效率 高等特点 。它既能 反 映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 沿 纵 向 的 电性 变 化情 况 ， 具 备 电
—
极距 的 ５ 倍， 测量断面为矩形 ， 测量时 ， 测量 电极Ｍ 、 Ｎ 不动 ， Ａ— ＭＮ装 置供 电 电极 Ａ逐 点 向左 移 动 ， 得 到一 条
滚 动线 ， 接着 Ａ 、 Ｍ、 Ｎ同时 向右 移动 一个 电极 ， 然后Ｍ 、 Ｎ不 动 ， Ａ再 逐 点 向左移 动 ， 又得 到另 一条 滚动线 ， 连 续 滚 动下 去 ， 得到矩形断面 ； ＾ Ｎｌ ＿ Ｂ装 置 与 Ａ— Ｍ Ｎ装 置 的供 电 电极滚 动方 式
阻率 法 勘 探 提供 了 良好 的物 性 基 础 。 同时 ， 地 层倾 角 较小 ， 成层 状 分 布 ， 横 向上 电性 分布 相对 均 一 。应 用 高
密 度 电阻 率 法探 测 技 术 采 集 两 电极 之 间 的 电位 差 ， 转
换 为视 电阻率 ， 进 行半 定 性 和定 量处 理 和反 演 计算 ， 可 以完 成 松 散层 位 的标 定 ， 这就 是 采 用 高 密度 电 阻率 法 探测 松散 层 的地球 物理 前 提 。
１ ｌ ０
西部 探矿 工程
２ ０ １ ５ 年第７ 期
高 密 度 电 阻率 数 据 处 理 工 作 一般 分 预处 理 、 处 理 和 处 理结 果 图示 三 步进 行 。首 先 ， 将 野 外 原 始 观 测 数 据 传输 到微 机 中 ， 根 据 需 要 启 动 相应 的处 理 流 程 进行 处理 ； 其次 ， 对地 质 不均 匀体 、 工 业 用 电等 的影 响 ， 采用
剖 面法 和 电测 深 法 ２ 种 方 法 的综 合 探 测 能力 。其 电阻 率 的求 取 是通 过 给 ＡＢ极 供 电 流 Ｊ ｒ ， 利 用 ＭＮ测 量 电位
。 ． ．
． 上 ＿ ： ＿ Ｌ ． ： Ｌ ： Ｌ ． Ｌ— Ｉ Ｌ ． 一 一 上 ． ． ． ． ． ◆
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有溃砂危险。以韩 家湾煤矿为例 ， 采 用高密度 电阻率法对地表松散砂层厚度进行 了探测 ， 总结 了施
工和数 据 处理 方 法 ， 对 具有相 似 地质 情 况的煤 矿具 有借 鉴 意 义。
关 键词 ： 高密度 电阻率 法 ； 煤矿 ； 松散层 ； 视 电 阻率 中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ３ 文献标 识 码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７ — ０ １ ０ ９ — ０ ３