高密度电阻率法应用(含举例、图解)
工程物探-高密度电阻率法
点距选择：探测深度D的1/10～1/15 探测方案：排列长度、探测深度、数据断面及探测区
域之间的对应关系
排列长度
探测区域
探测深度D
高密度电阻率法
一、高密度电阻率法的特点、应用范围 二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法 三、高密度电阻率法的工作流程 四、数据处理与解释
四、数据处理与解释
10 14m 10
100
-40
(b)最 优 化 离 散 波 数
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
-1 0
position(m)
-2 0
-3 0
-4 0
-AB/2(m)
10
20
30
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80
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p o s itio n (m )
温纳装置视(c电)等 比阻离 散 率波 数 等值线图
用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电 极转换开关是一种由微机控制的电极自动换接装置，它可 以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。
测量信号用电极转换开关送入微机工程电测仪，并将测量 结果依次存人随机存储器。将数据回放并送人微机便可按 给定程序对原始资料进行处理。
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
一、高密度电阻率法的特点、应用范围
高密度电阻率法原理
高密度电阻率法原理
高密度电阻率法（High-Density Resistivity Method）是地球物理探测方法中的一种，用于研究地下介质的电阻率分布。其原理是基于电阻率和导电性质的差异，通过在地下埋设电极、注入电流并测量电位差，得到地下介质的电阻率分布信息。
高密度电阻率法首先需要选择合适的电极配置，通常采用正交电极排列的方式。首先在地下埋设固定间距的电极，通常为四极、八极或更多。然后，在一对相邻的电极之间通入稳定的电流，产生人工电场。电流流经地下介质时，会受到地下介质电阻率的影响，而产生电位差。
根据欧姆定律和电极间距、电阻率的关系，可以得到地下介质的电阻率分布。如果电阻率不均匀，则电流趋向于沿着相对较低电阻率的路径流动。因此，测量电位差的大小和位置，可以推断地下介质的电阻率分布。
对于高密度电阻率法，除了在地下的电极配置上进行工艺优化来实现高密度的布放，还需要关注测量的精度和可靠性。为了提高测量精度，通常采用双极、四极、六极等不同的电极配置方式，并使用相同的电极配置进行多次测量，以提高测量结果的可靠性。
高密度电阻率法的应用范围广泛，可以用于勘探地壳结构、地下水体分布、地下岩石、土壤结构、矿产资源等。在工程勘察中，可以使用高密度电阻率法来评估
地质地形的稳定性和建筑物的基础设计。同时，在水资源管理和环境保护领域，高密度电阻率法也被广泛应用于地下水位测量、水流分析、地下水污染检测等方面的研究。
高密度电阻率法具有以下优点：非侵入式探测、操作简便、成本较低、测量精度高、分辨率较好。但也存在一些局限性，比如对测量现场和数据处理要求较高，需要专业人员进行操作和解译。
高密度电阻率法实验报告
高密度电阻率法实验报告实验报告：高密度电阻率法实验研究
一、实验目的
高密度电阻率法是一种常用的地球物理勘探方法，主要用于研究地下岩土体的电学性质，如电阻率、电导率等。本实验旨在通过高密度电阻率法实验，掌握该方法的基本原理、测量方法和技术流程，提高实际操作能力和对地下岩土体的认识。
二、实验原理
高密度电阻率法基于地下岩土体的电学性质差异，通过测量不同位置的电位分布，推断地下岩土体的电阻率分布情况。该方法采用高密度电极排列，能够快速获取大量数据，提高测量精度和分辨率。
三、实验步骤
1.实验准备
（1）收集实验场地信息，包括地形、地质、水文等条件；
（2）准备实验仪器，包括高密度电阻率仪、电极、导线等；
（3）设计实验方案，包括电极排列、测量深度、扫描范围等。
2.现场布置
（1）根据实验方案，布置电极排列；
（2）连接导线，确保连接稳定可靠；
（3）检查仪器设备，确保正常运行。
3.数据采集
（1）设置测量参数，包括采样间隔、扫描速度等；
（2）开始测量，记录电位数据；
（3）检查测量数据，确保质量合格。
4.数据处理与分析
（1）处理测量数据，进行滤波、去噪等操作；
（2）根据处理后的数据，绘制电阻率分布图；
（3）结合地质资料，对电阻率分布进行分析解释。
5.实验总结与报告编写
（1）总结实验过程和结果；
（2）编写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果分析等。
四、实验结果与分析
通过本次实验，我们获取了实验场地的电阻率分布数据。根据数据绘制出的电阻率分布图显示，实验场地的电阻率值存在明显的差异。结合地质资料分析可知，这些差异可能与地下岩土体的类型、含水性等因素有关。通过对数据的进一步处理和分析，我们可以得到更精确的电阻率分布情况，为后续的工程设计提供参考。
高密度电阻率法实验报告
高密度电阻率法实验报告
实验目的：通过在不同电极间施加电场，测量样品体积内所产生的电势差，得到样品电阻率，并掌握高密度电阻率法的基本原理和实验方法。
实验仪器：高密度电阻率仪，电极系统，计算机等。
实验原理：高密度电阻率法是一种间接测量样品电阻率的方法。当在样品内部施加一定的电势差时，通过测量样品内部产生的电流强度，可以计算出样品电阻率的大小。
在实验中，首先将样品置于电极系统中，然后通过高密度电阻率仪在不同电极间施加一定的电势差。当电场强度足够大时，样品内部会产生电流，电流的大小与电势差和电极间距有关。通过测量样品内部电流的大小和样品尺寸，可以计算出样品电阻率的大小。
实验步骤：
1. 准备样品和电极系统。样品应具有一定的导电性，表面应平整，干净。电极系统应密封严密，电极间距应根据样品尺寸和电势差确定。
2. 连接电路。将电极系统连接到高密度电阻率仪上，并根据仪器说明连接相应的控制和测量电路。
3. 施加电势差。根据实验要求，通过仪器控制，施加一定的电势差。
4. 测量电流强度。在施加电势差的同时，测量样品内部产生的电流强度。
5. 计算电阻率。根据测量结果，通过计算公式计算样品电阻率的大小。
6. 统计实验结果并分析。
实验注意事项：
1. 样品应保持干净，避免外部因素影响实验结果。
2. 电极间距应根据实验需要进行调整，太近或太远都会影响实验结果。
3. 电势差应尽量稳定，避免突然的变化。
4. 对于不同类型的样品，可能需要采用不同的电势差和电极间距，以保证实验结果的准确性。
实验结果：
样品编号：001
样品尺寸：10cm x 10cm x 10cm 电极间距：5cm
高密度电法
高密度电法勘探指的是直流高密度电阻率法，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。
本次高密度电法勘探采用的仪器以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机，配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统，该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用，使解释工作更加方便直观。该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探等方面，亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中, 还能用于地热勘探。
工作时每个排列实接电极数60根，测量一个断面时所有实接电极一次铺完，供电电压200-300V，电流大于3A,本次工作采用的电极间距为10m。
为了充分利用每个排列的观测数据和保证测量数据的横向和垂
向反演精度，我们选用了2
排列装置（见图2-1），固定断面扫描测量，断面上的测点呈倒梯形分布。当实接电极数为60根时，剖面数为28，断面测点总数为841。当剖面长度大于一个排列长度、在进行下一个排列测量时，电极布置应与前一排列重合30根，保证倒梯形断面上的测点无空隙。
野外工作中，为确保观测质量，取得详实、可靠的数据，每次开工前，对仪器的工作状态进行严格检查，保证仪器工作正常，并在每
次测量前，对60根电极进行自动接地电阻检查，确保电极接地良好、各电极接地电阻均一。
高密度电法剖面电极布置及断面扫描测点见图2-1。
A M N
工程物探-高密度电阻率法
100
-40
(b)最 优 化 离 散 波 数
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
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p o s itio n (m )
温纳装置视(c电)等 比阻离 散 率波 数 等值线图
现场测量时只需将全部电极设置在一定间隔的测点上，测点 密度远较常规电阻率法大，一般从1m10m。
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
1.主机 2.转换开关 3.电池 4.电极 5.电缆线
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电 极转换开关是一种由微机控制的电极自动换接装置，它可 以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。
点距选择：探测深度D的1/10～1/15 探测方案：排列长度、探测深度、数据断面及探测区
域之间的对应关系
排列长度
探测区域
探测深度D
高密度电阻率法
一、高密度电阻率法的特点、应用范围 二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法 三、高密度电阻率法的工作流程 四、数据处理与解释
高密度电阻率法实验报告
高密度电阻率法实验报告
实验报告：高密度电阻率法
一、实验目的
1.熟悉高密度电阻率法的实验原理和实验方法；
2.掌握电阻率测量实验的基本操作步骤；
3.研究不同材料的电阻率特性，分析其导电性能。
二、实验原理
四电极法是在样品上加入四个电极，两个电极起电流作用，两个电极测量电压，通过测量电流和电压可以得出样品的电阻。为了减小接触电阻对实验结果的影响，电极要采用大面积接触面积，以及保持电极与样品接点清洁，减小接触电阻。
电阻率的计算公式为：ρ=R*A/L
其中，ρ为电阻率，R为电阻，A为电阻的横截面积，L为电阻的长度。
三、实验仪器与材料
1.高密度电阻率测试仪；
2.不同导电材料样品。
四、实验步骤
1.打开高密度电阻率测试仪，确保设备的工作状态正常；
2.将要测试的导电材料样品放置在测试夹具上，并将电极接触到样品表面；
3.选择合适的电流大小，通过测试仪的控制面板设置电流；
4.设置测量时间，保证样品得到充分供电；
5.点击“开始测量”按钮，测试仪开始对样品进行电阻率测量；
6.测量完成后，记录下电阻率的数值；
7.更换不同导电材料样品，重复步骤2-6
五、实验结果与分析
根据实验步骤进行电阻率测量，记录下不同导电材料样品的电阻率数值。
导电材料，电阻率(Ω·m)
-----------，---------------
铜，X
铁，Y
铝，Z
通过实验结果我们可以看出，不同导电材料的电阻率有所差异。铜的电阻率最低，铁的电阻率中等，铝的电阻率最高。这与材料的导电性质相对应，导电性越好的材料电阻率越低。
六、实验总结
通过高密度电阻率法的实验，我们熟悉了该实验方法的基本原理和操
高密度电法的原理及应用
高密度电法的原理及应用
1. 引言
高密度电法（High-Density Electrical Method）是一种地球物理勘探方法，利用电流通过地下的传导率差异来揭示地下的电阻率变化。该方法广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源评价、环境地质调查等领域。本文将介绍高密度电法的原理及其在不同领域的应用。
2. 高密度电法的原理
高密度电法是一种电阻率测量方法，通过电极对地的注入电流和测量地下电势差来反推地下电阻率分布。其原理基于地下不同岩石和介质的电导率不同，从而推断地下结构和成分变化。
高密度电法的原理如下： 1. 在地表上选取适当的测线布设电极，并在地下注入一定电流。 2. 通过一组电极对地的电流注入和另一组电极对地的电势差测量，得到地下电压分布图。 3. 根据电流和电压数据，计算地下电阻率分布。 4. 通过解释电阻率数据，推断地下的岩石类型、含水性、断层和构造等信息。
3. 高密度电法的应用
3.1 矿产资源勘探
高密度电法在矿产资源勘探中发挥着重要作用。通过测量地下电阻率分布，可以推断不同岩石类型和含矿石层的存在。应用高密度电法可以帮助勘探人员快速找到潜在的矿产资源，指导矿区的开发和利用。
3.2 地下水资源评价
高密度电法在地下水资源评价中也具有广泛的应用。地下水的存在和分布与地下岩层的含水性和渗透性有关，而这些特性可以通过电阻率来反映。通过高密度电法测量，可以快速获取地下水含水层的位置、厚度和均匀性等信息，为地下水资源开发和保护提供重要依据。
3.3 环境地质调查
高密度电法在环境地质调查中的应用也日益广泛。例如，在城市土地开发过程中，为了评估土壤和地下水的环境质量，需要了解地下污染源的存在和扩散情况。高密度电法可以通过测量电阻率来揭示地下的地质层分布和污染程度，为环境保护和治理提供重要信息。
高密度电阻率法介绍课件
工程勘察：用于建 筑地基和地下工程
勘察
环境监测：用于地 下水污染监测和土
壤污染调查
农业灌溉：用于地 下水灌溉和土壤水
分监测
城市规划：用于地 下管线探测和城市
地下空间开发
灾害预警：用于地 震、滑坡、泥石流
等自然灾害预警
面临的挑战与机遇
技术挑战：提高 测量精度，降低 成本，提高数据
传输速度
应用挑战：拓展 应用领域，如地 下水监测、地质
高密度电阻率法的发 展趋势
技术改进与创新
1
提高测量精度：通过改进传感器和算 法，提高测量精度和稳定性
2
降低成本：通过优化设计，降低设备 成本和维护成本
3
提高数据传输速度：通过改进数据传 输协议，提高数据传输速度和实时性
4
智能化：通过引入人工智能技术，实 现自动分析、诊断和预测
应用领域拓展
地质勘探：用于矿 产资源勘探和地质
高密度电阻率法介绍课件
演讲人
目录
01. 高密度电阻率法的原理 02. 高密度电阻率法的应用 03. 高密度电阻率法的优缺点 04. 高密度电阻率法的发展趋势
高密度电阻率法的原 理
电阻率与地层特性的关系
电阻率是地层特性的重要指标，反映 了地层的岩性、含水率、孔隙度等特
征。
地层的电阻率与岩性、含水率、孔隙度 等特征之间存在一定的相关性，可以通 过分析电阻率数据来推断地层的岩性、
高密度电阻率法
U MN U M U N
由此
2
l 1 1 1 1 ( ) 2 AM BM AN BN
U MN U MN K 1 1 1 1 I I AM BM AN BN
式中K又仅与A，B，M，N电极相对距离有关，称为装置系数。 在地表水平的均匀介质中，不管K如何变化，所测得的电阻率都是不变的。
2014-3-26
高密度电阻率法
7
大多数金属矿物均属于半导体。半导体中的自由电子很少，它们主要不是靠 自由电子，而是靠“空穴”导电。因此，其电阻率都高于金属导体，并有较 大的变化范围。表1.1列出了若干常见的半导体
表1.1常见半导体矿物的电阻率值
矿物及其电阻率的变化范围。由表中可见，大多数金属硫化物(如黄铜矿、黄 铁矿、方铅矿等)和某些金属氧化物(如磁铁矿)电阻率都较低(小于1欧姆.米)， 具有良好的导电性；部分金属硫化物和氧化物(如辉锑矿、锡石、软锰矿、铬 铁矿和赤铁矿等)电阻率较高。表1.1常见半导体矿物的电阻率值
S
式中
j MN
jO
MN
j MN MN jO
表示
是测量电极MN之间的电流密度， 是均匀介质中MN之间的电流密度， 为MN间的真电阻率。
2014-3-26
高密度电阻率法
13
若地下有良导电的地质体存在，它对电流有吸引作用，电流大部分被良导 体吸引，使地表MN处附近的电流密度减少，即 j MN 减小，这时 j MN ＜ jO ， j MN 趋近于 jO 。相反， 在电子导体上方 S 是减小，在远离电子导体的地方，
高密度电阻率法 道路
高密度电阻率法道路
高密度电阻率法在道路工程中的应用
引言：
道路是人们日常交通的重要基础设施，其质量与安全性直接关系到人们的出行和生活质量。在道路的设计和施工过程中，需要对路基和路面的材料进行定性和定量的评估，以确保道路的稳定性和耐久性。高密度电阻率法是一种常用的无损检测方法，可以有效地评估道路材料的质量和性能。本文将介绍高密度电阻率法在道路工程中的应用及其优势。
一、高密度电阻率法的原理
高密度电阻率法是利用电流在材料中的传导性质来评估材料的特性。当电流通过材料时，会受到材料内部结构和成分的影响，不同的材料会有不同的电阻率。通过测量电流通过材料时的电阻，可以间接地了解材料的密度、含水量、成分等特性。在道路工程中，高密度电阻率法可以用来评估路基和路面材料的均质性、含水量、孔隙率等参数。
二、高密度电阻率法在道路工程中的应用
1. 路基材料评估：在道路建设前，需要对路基材料进行评估，以确定其承载能力和稳定性。高密度电阻率法可以通过测量路基材料的电阻率来评估其密实度和含水量，从而判断材料的质量和适用性。
2. 路面材料评估：道路的路面材料直接受到车辆和气候等因素的影
响，需要具备一定的耐久性和抗压能力。高密度电阻率法可以评估路面材料的均匀性和致密度，以及可能存在的空隙和裂缝，从而帮助选择合适的路面材料。
3. 路面质量检测：在道路使用过程中，由于车辆和环境的影响，路面可能会出现损坏和变形等问题。高密度电阻率法可以用于检测路面的质量和病害情况，及时发现并修复路面问题，保障道路的安全和舒适性。
4. 路基土工性质评估：道路的稳定性和耐久性与路基土的性质密切相关。高密度电阻率法可以用于评估路基土的孔隙率、含水量和排水性能等指标，为路基设计和施工提供依据。
高密度电阻率法
高密度电法
研究专家 单位 姓名 中国地质大学（武汉）
师学明 中国地质大学（武汉）
王传雷 河海大学
周杨
（了解更多信息点击） 技术原理 在地表水平、地下半空间被导电性均匀、各向同性的岩石所充满的特定条件下，若通过地面的点电流源A(+)和B(-)向地下供入电流强度I 时，根据点源电场的基本公式，很容易写出地面任意两点M 和N 处的电位U M 、U N ，从而可以根据公式推出电阻率ρ。AM 、AN 、BM 、BN 分别为各电极间的水平距离。 图2.1.1-1 电源电场电流分布图
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
BN AN I U N 112πρ................................................................................................(2-1) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=BM AM I U M 112πρ
................................................................................................(2-2) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=
-=∆BN BM AN AM I U U U N M MN 11112πρ...........................................(2-3) I
U BN
BM AN AM MN ƥ+--=
11
1
12π
ρ.....................................................................(2-4) 各个电极位置的几何关系通常用装置系数K 表示，即
高密度电法视电阻率剖面图
三区物探成果
共完成测线3条，测线号为1、2、3。测线长度为170m，测点数为173个。委托方要求调查的地段为（图1）：
1线上为20-40 m段；
2线上为20-40 m段；
3线上为40-58.5 m段。
调查目的是，调查场地下是否存在污水管。
污水管通常为有一定直径、水平分布的水泥管或钢管，在电阻率法剖面上，应出现等轴状（即园形状）异常。
经高密度电法工作后，视电阻率剖面图上（见附件）反映了层状土层的存在。在调查地段上，土层共有3层。第一层视电阻率为250-500Ωm；第二层视电阻率为125-250Ωm；第三层视电阻率为5-125Ωm。
视电阻率剖面图上，未发现反映污水管存在的等轴状异常。推断场地范围内没有污水管存在。
图1 测线布置示意图
附件：高密度电法视电阻率剖面图
、 1线高密度电法视电阻率剖面图
2线高密度电法视电阻率剖面图
3线高密度电法视电阻率剖面图
图1 测线布置示意图
高密度电阻率法在防空洞探测中的应用
高密度电阻率法在防空洞探测中的应用
随着城市建设的不断发展，许多老旧建筑物得到了改造和拆除，而这种建筑物的底部
往往存在着深深的地下空洞，这些空洞可能是由于地下建筑工程而形成的，也可能是由于
自然原因形成的。空洞的存在会带来许多安全隐患，对于人们生命财产造成极大的威胁，
因此对于空洞的探测工作变得尤为重要。高密度电阻率法是一种比较先进的无损探测技术，能够进行深部探测，且准确性较高，在防空洞探测中具有很大的应用价值。本文将详
细介绍高密度电阻率法在防空洞探测中的应用。
一、高密度电阻率法的基本原理
高密度电阻率法是一种电法勘探方法，它通过在地下施加电场，测量地下的电阻率分
布来研究地下介质的结构特征。在该技术中，电极间距离的缩小，即所谓的高密度，可以
提高测量的深度和精度。在高密度电阻率勘探中，如图1所示，通过在地面上设置电极对，在电极对中心施加恒定或变化的电流，测量对边上的电位差，从而获得地下介质的电阻率
分布。
图1 高密度电阻率勘探电极排布方式
高密度电阻率法测量时需要设置多组不同排列方式的电极对，以覆盖探测区域以及测
量不同深度的电阻率分布。电阻率值越小的部分代表地下介质含有水或其他导体的部分，
而电阻率值大的部分代表地下介质含有较多的石头或其他非导体。通过分析电阻率分布，
可以推断出地下介质的类型和结构特征以及可能存在的空洞等。
二、高密度电阻率法应用于防空洞探测的方法
高密度电阻率法在防空洞探测中的应用如下：
1. 选定勘探区域
首先，需要选定空洞可能存在的区域，将该区域进行标记和划分，准备进行高密度电
阻率勘探。在勘探前，要先调查勘探区域的地质条件和历史地下工程情况，以便进行预判
高密度电阻率法
2020/3/16
高密度电阻率法
5
1.1 电阻率法基本理论
电阻率法是传导类电法勘探方法之一。它建立在地壳中各 种岩(矿)石之间具有导电性差异的基础上，通过观测和研 究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，可
以达到查明地下地质构造或解决某些地质问题、寻找有用 矿产之目的。
高密度电阻率法（又称电阻率影像法）是一种阵 列式的电法勘探方法，早在20世纪70年代未期， 英国学者就设计了电测深偏置系统，建立了高密 度电阻率的最新模式。80年代后期，我国地质矿 产部门首先开展了高密度电阻率及其应用技术的 研究，并探讨完善了该方法的技术和理论。
2020/3/16
高密度电阻率法
3
1 高密度电阻率法的基本原理
高密度电阻率法是常规电阻率法的一个变种，就 其原理而言，与常规电阻率法完全相同，仍然以 岩、矿石的电性差异为基础，通过观测和研究人 工建立的地下稳定电场的分布规律来解决矿产资 源、环境和工程地质问题。当人工向地下加载直 流电流时，在地表利用相应仪器观测其电场分布， 通过研究这种人工施加电场的分布规律来达到要 解决地质问题的目的，研究在施加电场的作用下， 地层中传导电流的分布规律。求解其电场分布时， 在理论上一般采用解析法。其电场分布满足式 （1.1）的偏微分方程：
2020/3/16
高密度电阻率法
8
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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。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，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探—样使用覆盖式的测量方式，图1为高密度电法工作系统示意图。与常规电法相比，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，从而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[1-4]
2 方法有效性试验
为验证高密度电阻率法在该地区的勘探效果并取得合适的测量参数，工作之前进行了高密度电阻率法的有效性试验，有效性试验在通过已知钻孔的0号线进行，尝试了α、β、α2、γ、A—MN—B四极测深排列、矩形A—MN排列等装置，经对测量结果的分析比较，以上各种装置(排列)对地下结构都有反映，但温纳装置(α排列)和矩形A—MN排列所获得的地电断面对地下结构的反映更为精细、清晰，同时矩形A—MN排列可进行滚动测量，易于实施长剖面的测量，因此该区的高密度电阻率法测量均选用矩形A—MN排列。
3 高密度电阻率法探测结果
野外数据采集时选用矩形A—MN排列进行变断面连续滚动扫描测量，电极距为2m，其电极排列如图2所示，测量时，M、N不动，A逐点向左移动，接着A、M、N同时向右移动一个电极，M、N不动，A逐点向左移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。
测量时沿高速公路轴线方向共布设6条测线，0号线位于路基中央，0号线以南的测线按单数编号，以北的按双数编号，相邻测线之间的距离为5m，共60根电极，每条测线滚动3次，每次移动34根电极，每条测量断面的数据有效范围为204m，图3。图5分别是0线、1线、2线高密度探测的反演结果。
4 探测资料解释
从图3可以看出，此断面上有二块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙或溶洞的反映，第一处是K284+939～K284+946段，其上顶埋深约7.6m，第二处位于K284+967～K284+970范围内，其上顶埋深大约为11.8m；图6是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
图4是1号断面A—MN排列高密度电法探测的反演结果，从图中可以看出，此断面上也有二块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙或溶洞的反映，第一处位于K284+917～K284+919范围内，其上顶相对埋深约为8.4m；第二处位于K284+948～K284+953段，上顶埋深约为10.7m，图7是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
图5是2号断面A—MN排列高密度电法探测的反演结果，从图中可以看出，此断面上有3块电阻率低值区，推断为地下溶蚀裂隙的反映，第一处是K284+896～K284+904范围内，其上顶相对埋深约为15.9m；第二处位于K284+940～K284+947段，上顶埋深约为7.8m；第三处是K284+967～K284 +972段，其上顶埋深约为10.2m，图8是该断面高密度电阻率法探测结果的地质解释图。
从以上的地质解释可以看出，0号测线的第一溶蚀区与2号测线的第二溶蚀区所对应的里程和埋深均相似，说明这两个溶蚀区可能是连通的；同时0号测线的第二溶蚀区与2号测线的第三溶蚀区对应得也较好，推测可能是相互贯通的溶蚀区。
根据本次高密度电阻率法探测的结果，施工方在推断为溶蚀裂隙或溶洞的地方打孔灌浆，都没有出现浆灌不进去的现象，说明本次高密度电阻率法探测溶洞是成功的。
4 结语
高密度电法具有测量信息丰富、对地下地质体的分辨能力高的优点。特别是最近在高密度电法测量仪器的自动化和轻便化研究方面取得了重大的进展，使得高密度电法测量设备在野外工作的自动化和轻便化程度大为提高，野外工作效率高，使用方便。
通过本次探测表明高密度电阻率法用于探查灰岩地区的溶蚀裂隙和溶洞是可行的，结合钻探资料及其它物探资料，探测的准确度较高。由于高密度电阻率法所具备的优点，使其能在灰岩区的勘探中起到重要的作用。鉴于灰岩区内的基岩起伏较大，不良地质体较多，因此建议在灰岩地区的地质勘察中，首先采用高密度电阻率法并辅以其他物探方法进行普查，再做钻探，必能起到事半功倍的效果。