高密度电阻率法物探技术及其应用
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。
工程物探-高密度电阻率法
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和 微机处理，从而改变了电阻率法勘探传统的 工作模式，大大地提高了工作效率，减轻了 劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大的 向前迈进了一步。
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
-AB/2(m)
1110 -5 -1 0 -1 5 -2 0 -2 5 -3 0 -3 5 -4 0 -4 5
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
(a)原 始 视 电 阻 率 数 据 等 值 线 图
5 0 -5 -1 0 -1 5 -2 0 -2 5 -3 0 -3 5 -4 0 -4 5
-100
50
100
150
200
250
0
-50
50
100
150
200
250
（3）模型三：温纳装置
视电阻率断面
-AB/2(m)
-10 -20 -30 -40
20
40
60
80
100
电阻率反演断面
-5
-15
-25
20
40
60
80
100
Depth(m)
（4）实例一：施伦贝尔装置（岩溶勘查）
在730号点经钻孔验证： 0－9.8m为粘土； 9.8－15.2m为白云质灰岩； 15.2－18.6m为含砾粘土， 18.6－72.8m为白云质灰岩， 其中67.3－73.6m为溶洞。
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。
采空区探测高密度电阻率法的应用
采空区探测高密度电阻率法的应用采空区探测是矿山工作中不可缺少的手段之一，它通常利用地球物理现象作为探测手段，如重力法、磁法、电法、声波法等。
其中电法是一种非常常用的采空区探测手段，特别是高密度电阻率法。
高密度电阻率法是利用电流在不同密度介质中的流动情况进行探测的方法。
在采空区探测中，矿山地质通常具有高密度电阻率，因此利用高密度电阻率法可以有效地探测到采空区存在的情况。
在高密度电阻率法中，通常使用四电极法进行探测。
这种方法是利用四个电极分别放置在测区四个不同位置（通常分别称为A、B、M、N电极），通过电流在这些电极间的流动来探测矿山地下采空区的情况。
具体操作过程中，将两个电极放置在地表面，另外两个电极则放置在较深的地下。
接通电源后，电流将流动到测区，并在输出端测量电位差。
从电位差的数据可以推断出测区与地面之间的电阻率，从而推断出测区的地质情况。
高密度电阻率法的优点在于它可以探测到非常深的地下情况，特别是难以到达的矿山采空区。
同时，它的探测结果精度高、可靠性也很强，在矿山地质研究、资源评估、工程评价等方面具有广泛的应用价值。
需要注意的是，在实际操作过程中也存在一些问题和局限性。
例如，地面条件和气候情况都会影响探测的结果，同时，仪器的准确性和使用方法也非常重要。
因此在进行高密度电阻率法探测前，需要对场地的选址和探测目标进行充分的调研和分析，以确保探测数据的准确性和可靠性。
总之，高密度电阻率法是一种非常重要的采空区探测手段，它可以广泛应用于各种矿山地质研究和矿产资源评估工作中。
在实际操作过程中，需要注意仪器的准确性和使用方法等一系列因素，以提高探测数据的精度和可靠性。
环境与工程物探：高密度电阻率法
高密度电法—基于传统电法理论在计 算机、信息测控等现代科技基础上发展 起来的新一代电法仪器。 在解决电源装备过重的情况后，仪器 会更轻便， 使用程序控制，使得一次布 极就能完成更多的信号采集任务，大大 降低了人为失误，减轻工作强度。
由于工程与环境地质调查的特殊性， 常规电阻率法勘察很难满足实际工作需 要。在70年代末期，英国学者设计了电 测深偏置系统，实际上就是高密度电法 的最初模式，80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。80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，研制了 约3~5种类型的仪器。
电阻率法的仪器装备
一、电阻率法的仪器原理
仪器设备
骄鹏工程技术有限公司生产的E60BN型高密度电法仪
电阻率法的仪器装备
一、电阻率法的仪器原理
2、仪器设备
重庆地质仪器厂的DUK-3智能高密度电法仪
电阻率法的仪器装备
一、电阻率法的仪器原理
2、仪器设备
奔腾公司的WGMD-1型高密度电法仪
高密度电阻率法
• 传统电法 • 高密度电法 • 高密度电法的仪器 • 高密度电法的野外工作方式 • 高密度电法的应用实例讨论
基本工作方法：
在预先选定的测线和测点上，同时布置几 十乃至上百个电极；然后用多芯电缆将它们连接 到特制的电极转换装置；后者可根据操作员的指 令，将这些电极组合成指定的电极装置和电极距； 或由仪器的测量程序控制，快速完成多种电极装 置和多电极距在观测剖面的多个测点上的电阻率 法观测。再配上相应的数据处理、成图和解释软 件，便可及时完成给定的地质勘查任务。
高密度电法特点:
（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；
工程物探-高密度电阻率法
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
高密度电阻率法勘探系统结构示意图
二、高密度电阻率法的基本原理和工作方法
高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和 微机处理，从而改变了电阻率法勘探传统的 工作模式，大大地提高了工作效率，减轻了 劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大的 向前迈进了一步。
(c)非均匀初始模型的反演结果
（5）实例二：二极装置（古城墙勘查）
-AB/2
-5
视电阻率断面 -10
-15
5 0
10
15
20
25
30
35
40
-5
反演断面 -10
Depth(m)
-15
5
10
15
20
25
30
35
（6）实例三（矿产勘查） 实测视电阻率断面
-50
-100
-150
-200
50
100
150
正演：已知地下介质物性参数的空间分布信 息，获取与物性参数有关的数据，这个数 学或物理实现过程，就被成为正演。
反演：根据获取与物性参数有关的数据，反 推地下介质物性参数的空间分布信息，这 个数学或物理实现过程，就被成为反演。
Depth(m)
1、正演——有限元法
-10 -20 -30
(a)正演模型 10m
数据处理阶段 成果应用阶段
三、高密度电阻率法的工作流程
2、排列的合理设计
电极的排列长度和点距的大小直接影响着高密度电法对地下目标 物的勘探能力。 1> 点距越小对目标体的探测精度相对越高， 2> 但是如果电极数不变，随着点距的减小，排列长度也相应减小， 从而也减小了探测深度，影响了对埋深较大的异常体的探测能力。
高密度电阻率法在古墓探测中的应用及启示
高密度电阻率法在古墓探测中的应用及启示高密度电阻率法是一种地质勘测技术，它可以有效地应用于古墓探测中。
古墓探测是具有千年历史的文化遗产保护工作，具有极大的科学研究和历史意义，高密度电阻率法在古墓探测中起到了重要的作用。
首先，高密度电阻率技术易于安装和操作，可以对古墓进行全面的地质研究，可以准确的界定墓穴的位置，提取墓穴的深度，在很大程度上提高了古墓探测的成像质量。
此外，高密度电阻率法能够准确的判断探测的古墓的类型以及位置，可以帮助相关部门更加准确的地划分现存古墓的范围，有助于保护古墓遗迹，也能够更好地了解历史文化。
其次，高密度电阻率法也能够有效地识别古墓周边地质构造，可以更好地判断古墓的淤泥结构，只要有足够的条件就可以准确地识别探测目标物。
此外，高密度电阻率法还可以利用地磁数据进行墓穴探测，从而更好地应用于古墓的精细化勘察，可以帮助相关部门实施准确的保护措施，避免存在非法摘取碑文，抢夺文物考古遗迹的行为。
最后，高密度电阻率法还可以定位古墓地质构造的类型、强度、
及古墓的深度等等，有助于探究古墓的历史信息，比如古墓的形状，
古墓的建造时间，以及古墓中可能存在的文物等，从而能够更全面准
确地了解到古墓的科学信息及历史文化宝藏。
总之，高密度电阻率法在古墓探测中的应用提高了古墓探测的准
确性和成像质量，为文物考古遗迹的保护和科学研究工作提供强大的
支撑。
高密度电阻率法在古墓探测中也具有广泛的山脉研究等其他应用，它能够有助于古文明文物保护、发现文物宝藏、科学研究等事项，因此，应加强对高密度电阻率法的研究，确保其在古墓探测等工作中
的有效使用。
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]。
高密度电阻率法物探技术及其应用研究的开题报告
高密度电阻率法物探技术及其应用研究的开题报告一、选题的背景和意义随着经济、城市化的迅速发展，人类对于地下资源的需求越来越大，如水源、矿产、能源等等。
而地下资源的勘探与开发则需要依赖地球物理勘探这一技术手段。
其中，电法勘探和电阻率法勘探是地球物理勘探最基本、应用最广泛的一项技术。
本研究主要研究高密度电阻率法的物探技术及其在地下资源勘探方面的应用。
高密度电阻率法物探技术是一种非侵入性勘探方法，它可以通过测量地下区域电阻率分布来了解地下构造形态、岩性、含水性质等，具有传统电阻率法勘探所不能比拟的特点。
高密度电阻率法利用了现代电子、计算机技术等高精度、高分辨率、快速可靠的优势，能够对地下信息进行高精度细分，为地下资源勘探提供了强有力的技术支持。
因此，研究高密度电阻率法物探技术及其应用，对于加强地下资源勘探和监测，提高勘探效率和勘探成功率具有重要意义。
二、研究的目的和内容本研究的主要目的是深入研究高密度电阻率法物探技术及其在地下资源勘探方面的应用，探索高密度电阻率法的优势、特点和限制因素，以及如何更好地解决这些问题，最终在实际勘探应用中提高高密度电阻率法的应用价值和勘探效率。
本研究主要包括以下内容：1. 对高密度电阻率法勘探原理及其技术要点进行系统的阐述和分析。
2. 对高密度电阻率法勘探的现有研究成果进行了查阅和综述，分析研究现状及存在的问题。
3. 针对高密度电阻率法勘探的不足和建议，提出可行的技术改进和完善方案，设计并实施相关试验或勘探案例。
4. 对高密度电阻率法在地下水资源、矿产资源及能源勘探方面的应用研究进行探究，实现优质高效的勘探实践。
三、研究的方法和步骤本研究采用的方法主要包括文献资料查询、实地调研、试验研究等。
具体实施步骤如下：1. 首先进行文献资料查询和综述工作，充分了解高密度电阻率法勘探相关理论知识和实际应用场景，理解其研究现状和存在问题。
2. 根据勘探区域特点和勘探目的，设计出合适的高密度电阻率法勘探方案，并组织实地调研和试验研究工作。
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. 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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。
高密度电阻率法在城市地下目的物探测中的应用
这是一 图 ２显示的是探测排水管的成果剖面， 条直径 ８ ０ ０ｍ ｍ 的运水过江进入污水厂的压力管， 一般没有窨井。过江处， 其材质为钢管， 尽管埋藏很 深， 但尚可以用金属管线仪进行探测。但过江后， 管 线的材质就变为混凝土， 金属管线仪无法进行定位 定深， 由于埋藏相对较深， 地质雷达的探测效果也不 理想。我们进行了高密度电法探测。图 ２显示测线 上２ ３ ． ５ｍ处， 等值线出现异常， 从表层至 ３ｍ深处， 表层等值线断开， 出现了漏斗状异常， 在 ３～ ４ｍ 处 的高值等值线在此处明显向上弯曲， 显示出该处有 高阻体存在， 因此判定该处是要探测的排水管。后 经钎探确认了该处管道的存在， 其埋藏位置与深度 均与解释相符。
３ 结论与建议
（ １ ） 高密度电阻率法在在城市地下目的物的探 测中是有明显效果的， 其成果具有直观的特点， 在视 电阻率断面图上相应目的物异常与所探目的物的外 形基本相近。 （ ２ ） 探测地下排水管渠及相关浅埋地下目的物 时， 电阻率断面常常会在表层即有相应的异常反应， 在深度解释时应引起注意。 （ ３ ） 实践证明： 对于文中所述的浅层目的物探
图４ 排水池探测的视电阻率等值线断面
由于场地上布满灌木式的绿化， 采用探地雷达 也无法进行施测， 于是选用了高密度电阻率法。图 ４是在 ２条互相垂直的测线上探测到的成果。从图 ４ ａ 中可以看到， 在测线 １ ７～ ２ ４ｍ处， 从上至下出现 了明显的低阻异常带， 在该低阻异常带的两侧， 出现 了“ 八” 字形高阻异常的特征， 这是浅地表高阻体呈 现出的异常特征， 其根源是排水池周边是高阻的水 泥围壁， 对电流有明显的排斥作用， 采集到的是低阻 异常与“ 八” 字高阻伴生异常。图 ４ ｂ是与图 ４ ａ测 线垂直的方向上所获得的成果， 由于该方向地形条 件所限， 测线无法向左延伸， 以至于排水池异常无法
高密度电阻率法在工程物探中应用研究
高密度 电法 在地 下管道 探测 中也 有较 好 的应用 效果 。图 １ 为长治市梅辉坡小 区地下管道调查 中 ， 高密度 电法探测地下管道
的实 测 剖 面 。
２ ２ 数 据 采 集 ．
高密度电法数 据采集系统 由主机 、 多路 电极 转换器及 电极系 三部分组成 。多路 电极 转换器通 过 电缆 控制 电极系 各 电极 的供 电与测量状态 ， 主机 通过通讯 电缆 、 电 电缆 向多路 电极转换 器 供
第３ ６卷 第 ２ ８期 ２０１０年 １０月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒ ＵＲＥ
Ｖ０ ． ６Ｎｏ ２８ １３ ．
Ｏ ｔ ２ １ ｃ． ０ ０
・ １３ ・ ０
文 章 编号 ：０ ９６ ２ （００ ２ —１ ３０ １ ０ —８ ５ ２ １ ）８０ ０ —２
０ ３ ４ １ １ ９ ． １ ３ １ ．６ ８ ９ ２ ． ７ ． ．６ ５３ １８ ２３ ０ ５６ ７
２． 数 据 处理 ３
数据采集结果 自动存入 主机 ， 主机通过通讯软件把原始数 据
钢筋混凝土管道
图 １ 高 密 度 电法 探 测地 下 管道 的 实 测 剖 面 图
中图 分 类 号 ： Ｕ４２ Ｔ １ 文 献标 识 码 ： Ａ
１ 概述
高密度 电阻率法是一种方便快捷 的勘探方法 ， 属直流 电阻率
３２ 山区找水 ．
黎城县程家 山乡张家 山村生 活用水 为浅水 源问题 ， 曾委托黎 法范畴 ， 它集传统 电剖面法和 电测深 于一体 ， 采用高密度布 点 ， 进 季为枯水期 用水 困难 。据 村委介 绍 ， 城县水利局进行过常规 电法找水 工作 ， 但未成 功。后 我院受张家 行二维地电断面测量 ， 其采集 的数据量 大、 信息多 ， 且观测精度 并 为 采 高， 速度快 ， 探测深度 也很灵 活 ， 因此在工程地质勘察 和水文地质 山村村委委托 ， 了解该村 富水构 造发 育情况 ， 用 了高 密度 电 勘察中有着广阔 的应用前景。 法开展工作 。
高密度电法在工程物探中的应用
高密度电法在工程物探中的应用经过长时间的发展，我国的电法勘探技术在基础理论、方法技术和应用方面都取得巨大的发展，而高密度电法是八十年代中期发展起来的电法勘探新技术，本文就高密度电法勘探方法进行探讨，以及高密度电法在工程地质中的研究应用。
标签：高密度电法；工程地质；应用一、高密度电法概述（一）基本原理。
其原理为常规电法勘探原理。
因此电阻率剖面法的装置均可用于高密度电阻率法，常用于场地勘察、公路及铁路隧道选线、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝调查、水库渗漏研究、地下水污染调查等环境地质，与传统电阻率法相比快速、高效、自动化、获得的地电信息更丰富。
高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异。
它是通过A，B电极向地下供电流J，然后在M，N极间测量电位差△V，进而求得该记录点的视电阻率值ρS=K△V/I。
根据实测的视电阻率剖面，加以计算、分析、处理，便可以获得地层中电阻率的相关分布情况，从而可划分地层以及圈闭异常等。
现场测量使用的仪器是IYZD-6A多功能直流电法仪，采用的方法是a～排列（温纳），该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列示意图如图1所示。
图1 电极排列示意图（二）工作流程。
高密度电法数据采集系统由主機、多路电极转换器、电极系三部分组成。
多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态；主机通过通讯电缆、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、存贮测量数据。
我们在工作时，总希望探测深度要深（即AB要大），又不会漏掉小的异常体（即MN要小）。
要提高横向分辨率，就要牺牲它的探测深度，反之亦然。
所以在设计极距时，既要充分考虑探测深度，又要兼顾横向分辨率。
（三）数据处理。
高密度电法的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。
高密度电法装置类型较多。
各种装置的不同其数据整理过程也不尽相同。
在此以温纳（对称四级）装置为例，即选取AM=MN=NB=a，记录点取在MN的中间，仪器所测视电阻率计算公式为：ps=（KAB×△UMN）I，其中KAB=2xII×a工作电极数为60或120个，电极距选1～5m。
高密度电法物探技术及其运用分析
226管理及其他M anagement and other高密度电法物探技术及其运用分析张 欣（云南伟力达地球物理勘测有限公司，云南 昆明 650000）摘 要：本文以高密度电法作为研究对象，探索其物探技术运行原理与具体应用。
应用实例为：熔岩勘探、管线探测、水库大坝。
应用范围为：整合数据信息、数据采集、科学布线、确定水源、检测接地电阻。
在研究高密度电法的技术原理与应用适用性基础上，分析其应用性能，为物探工作提供技术保障，提升物探工程的整体安全性。
关键词：整合数据信息；数据采集；管线探测中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）13-0226-2收稿日期：2020-07作者简介：张欣，男，生于1984年，本科，初级工程师，研究方向：资源勘察物探。
高密度电法的技术应用，具有直流性，技术功能为勘探，作为现阶段颇具先进性的物探技术，其应用优势表现为：信息存储能力强、电法密度表现佳、测试效果优异、测试高效等，在国内矿产开发、工程建设等领域获得了广泛发展。
地球物理反演理论获得了成熟化发展，在一定程度上保障了高密度电法技术应用的精准性，使其从一维应用跨度升级至三级，达成深度物探工程的各项目标。
1 技术原理高密度电法作为一种勘测技术，结合水文条件、工程建设、地理环境等勘测需求，以电阻率法为运行核心，分析岩石结构与矿石成分两者之间电阻率存在的差别，结合电场空间分布特征、电场电阻变化规律等因素，精准判定电性体分布情况，总结其不均匀性质。
高密度电法的勘测技术，其应用范围包括岩溶、滑坡等。
地球物理勘察理论融合在此探测技术中，使其在勘察应用时调用较大范围的数据，便于其采集数据。
此探测技术完整融合了若干电阻探测技术，具体包括组合电阻率、测探电阻率等，有效提升勘察获取数据的精准程度，保证地质探测结果的真实性[1]。
假设供电站为A 与B 两个位置，输送电流强度设定为I，从地下方向完成电流输入时，地下电场环境具有稳定性，在A、B 之间的中心点，作为供电核心区域，其1/3位置范围内属于均匀状态，在均匀范围内安置物探测量装置，获取电位差，将此电位差设定为△U，装置系统设为K，测量系数存在差异的话，必然引起电阻率计算结果发生变化。
高密度电法在工程物探中的应用
高密度电法在工程物探中的应用摘要：电法勘探的原理是利用到自然电场或人工电场、磁场或电化学场进行一个详细的测量，并可以通过分析到被测物的磁、电、介电性质和电化学分布进行地质的勘探。
电法勘探以其适应性强、类型多以及勘探效果好等的特点，在水文地质勘查的行业里得到了一个比较广泛的应用以及认可。
本文主要是分析了高密度电阻率法的基本原理及其在工程物探里的应用。
关键字：高密度电法；工程物探；应用技术1、前言中国是一个矿产资源的大国，幅员较为辽阔，矿产的资源丰富。
因为中国地质比较复杂性和多变性，常规电法的勘探已经不能满足到现在实际地质勘探的需要。
为此，一种地质“CT”的方法应运而生并得到了一个较为广泛的应用。
这些年来，高密度电的阻率法在各种地质勘探中发挥了较为重要的作用。
2、高密度电阻率法的基本原理高密度电的阻率法是电法勘探技术的一个分支，属于一种常规电阻率法的范畴。
高密度的电法实际上是高密度电阻率法。
电阻率法与高密度电法的区别在于勘探中观测点的高密度，这是一种阵列勘探的方法。
电测深法研究地下介质在一定深度上的水平变化规律，电测深法的研究地下介质的垂直变化规律。
但因为电剖面法、高密度电阻率法、电测深法以及多参数综合解释相结合到一起的特点，可以有效地弥补到传统电阻率法的不足，只有一个解释和一些测量数据的处理点。
高密度电法结合到了电测深法和电剖面法。
在测量的过程里面，需要在测量段放置几十个或几百个的测量电极，然后用电极转换板和微机进行一个数据的采集。
技术在不断的发展，高密度电法也可以应用于三维成像，大大的提高到了地电剖面测量的精度。
对视电阻率剖面进行了一个全面的计算、处理以及分析，得到了地层的电阻率分布。
与传统的电阻率法相比较的话，高密度电的阻率会多通道电极同时置于探测段，通过人工控制把电流送入地下形成稳定的电场里。
因为电极的广泛应用，电极可以自由的组合到一起，可以覆盖地震勘探等勘探的工作，从而可以提取到更多的地下介质地电信息。
物探高密度电法
物探高密度电法一、引言物探高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Method）是一种应用于地质勘探和环境工程中的非侵入性调查技术。
通过测量地下电阻率分布来推断地下结构和岩土体特性。
本文将对物探高密度电法的原理、仪器设备、实施方法以及应用领域进行详细介绍。
二、原理物探高密度电法基于地下岩土体的电阻率差异进行测量和分析。
在该方法中，通过在地表上布置一系列电极，施加直流电流，并测量电位差来计算地下岩土体的电阻率。
根据欧姆定律，当直流电流通过岩土体时，会产生一个电势差。
根据测量到的电势差和已知的注入电流值，可以计算出不同位置处的地下岩土体的电阻率。
三、仪器设备1. 野外仪器物探高密度电法野外测量主要使用多通道自动测量系统（Multi-Channel Automatic Measuring System）。
该系统包括多个相互独立的通道，每个通道都由一个发射电极和多个接收电极组成。
通常使用的电极间距为1-10米，以获得更高分辨率的数据。
2. 数据处理设备野外测量得到的原始数据需要进行处理和分析。
数据处理设备通常包括计算机、数据采集卡和相关软件。
通过将原始数据输入计算机，可以进行数据滤波、去噪和反演等操作，从而得到地下岩土体的电阻率剖面图。
四、实施方法物探高密度电法的实施方法包括以下几个步骤：1.布置测量线：根据勘探区域的需求，在地表上布置一条或多条测量线，并确定好电极间距。
2.安装电极：根据测量线上的位置，在地表上安装发射电极和接收电极。
确保电极与地表接触良好，并保持稳定。
3.施加直流电流：通过发射电极注入直流电流，通常使用恒流源进行控制。
注入的直流电流大小根据具体情况而定。
4.测量电位差：使用接收电极测量不同位置处的地下岩土体产生的电位差，并记录下来。
5.数据处理和分析：将测量得到的原始数据输入计算机进行数据处理和分析，得到地下岩土体的电阻率剖面图。
五、应用领域物探高密度电法在地质勘探和环境工程中有广泛的应用。
高密度电阻率法在物探工作中的应用
高密度电阻率法在物探工作中的应用
杨万勇
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)4
【摘要】为探索高密度电阻率法在岩溶探测中应用的技术要点,以某饰面用石灰石矿为例,在概述工程地质条件的基础上,对高密度电阻率法物探过程、数据处理等展开分析,通过对视电阻率二维成像形态及高低阻等的反演分析,进行矿区岩溶分布范围、埋深、大小等解释,并对异常结果进行述评。
结果表明,资料解释与钻探结果基本吻合,物探结果可用于矿区岩溶塌陷等地质灾害的防治。
【总页数】4页(P128-131)
【作者】杨万勇
【作者单位】中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队
【正文语种】中文
【中图分类】P631.322
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采用高密度电阻率的物探方法在高压输变线下的勘察应用
采用高密度电阻率的物探方法在高压输变线下的勘察应用【摘要】物探勘察技术是通过多种的地球物理探测方法探测隐伏地质体，这种技术作为传统地质工作方法的延伸和发展，近年来被广泛地应用于工程的地质勘察中。
本文结合笔者的工作经验，查明输变线塔基下的采空区采用高密度电阻率法工作的特点进行介绍，避免了高压输电线对物探的干扰，希望可以给相关工作者提供有用的参考。
【关键词】物探；勘察；高压输变电线；高密度电阻率法1 任务背景介绍1.1 目的和任务唐山市电力部门在对华北电网110kv输电线路遵化-迁西路段的安全排查中发现，由于无序采矿泛滥，致使部分塔基已处在危险区域，塔基底部或附近有空硐，对塔基安全造成了一定的威胁。
为了对塔基的安全性进行初步的评价，受唐山市电力部门委托，我单位承担了对遵化-迁西路段有安全隐患塔基的详细勘察工作。
根据勘查任务和测区地质条件、地球物理特征，在对塔基稳定性初步评价的基础上，应用高密度电阻率法探查被测高压塔基下有无采空区，了解采空区的空间分布情况，对存在采空区的塔基结合地质资料进一步评价，为高压塔基的安全性初步评价提供技术依据。
1.2 工作完成情况每个待测高压塔基布置高密度电阻率法测线1条，每条长度200—300m，点距3-5m，共完成高密度电法测线21条，物理点1270个。
本文只对其中的一个塔基物探结果作简要介绍。
2 地质及地球物理特征2.1 地质特征此次工作勘测的高压塔基范围均位于太古界变质岩区，大部靠近变质类型铁矿开采矿山（硐）附近，地表为第四系松散层。
2.2 地球物理特征采空区与完整地层相比，岩性没有发生明显的变化，但由于采空区中存在空洞，且由于采矿活动影响，采空区周边地层中裂隙发育，岩性变得疏松、密实度降低，即单位体积内介质的密度降低，使得其导电性降低，岩石的电阻率明显变大，表现为高阻特征；而当采空区位于地下水位以下时，由于采空区充水、坍塌、充填物松散、潮湿，整个地层电性也随之发生很大的变化，使得电阻率变的很低，呈现低阻特征，与围岩相比差异较大。
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高密度电阻率法物探技术及其应用
作者：邱信强
来源：《地球》2014年第01期
[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
[中图分类号] P631.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-90-2
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]。
2高密度电阻率法的工作方法与数据处理
2.1高密度电阻率法的工作方法
针对不同的使用环境，我们要采取不同的观测方法，高密度电阻率法的工作方法主要有以下几种：
第一：二极法是采集剖面数据的主要方法，主要是通过将一个供电电极与测量装置放在假定无穷远处，然后对其中的某一电极供电与其它电极之间形成电位差，从而形成二维电阻率断面图。
第二：三电位电极系主要是将温纳四极、偶极、及微分按照一定的工作顺序将其连接在一起对于测量远电极的电位差时非常的方便。
第三：三极装置对于测量异常体的分辨能力与剖面拼接点特性具有较强的使用价值[2]。
2.2数据的采集与处理
高密度电阻率法的数据采集系统由主机、多路电极转换器及电极系三部分组成，主机主要通过通讯电缆和供电电缆向电极供电、接收和存储信息，然后再通过数据处理软件进行数据的处理。
高密度电阻率法的数据处理包括修饰性数据处理与实质性数据处理，修饰性数据处理是实质性数据处理的前提。
由于受到地质条件、电阻率、地质噪音等因素的影响，数据的采集经常会出现较大的误差，为了得到更加真实的数据，往往要对这些数据进行初级的处理。
在进行初级数据处理时主要包括无穷远电极校正、去除突变点、数据拼接与转换、数据滑动平均等处理。
实质性数据处理主要包括地形改正、比值处理、畸变值处理、二维反演等。
最后在计算机平面上形成二维图像呈现出来[1]。
3二维成像技术的应用
在二维成像技术中，正演是反演的基础，反演技术是实现高密渡电阻率法层析成像的前提。
采用高密度法进行地质勘探，实质上就是将正、反演技术进行进一步的推广，特别是反演问题，在实际勘探工程中经常会出现许多问题。
3.1正、反演技术应用探讨
我们将地球给定的模型和初始边界作为求解地球物理场的问题成为正演问题，反演问题是地球物理中最核心、最普遍的问题。
其工作的原理是根据地面上的观测信号推测地球内部与信号有关部位的物理状态。
因此，求解方法和对所求解的评价成为地球物理反演的主要研究对象。
由于正演是反演的基础，加上地球物理场的复杂性，我们在进行计算时只有少部分规则的模型才有具体的解析表达式，才能够求出准确的数据，但是，我们勘测的实际工程其模型都是不规则的，很难求出准确的数据。
目前，对于反演问题的求解主要有有限差分法、有限单元法、积分方程法和边界单元法。
随着科学技术的发展，我国的勘测技术人员在反演求解中求出
了电阻率层析成像的新方法，解决了在没有线性模型条件下进行反演的技术问题，使得我们的反演技术更加的全面化、智能化。
此外三维电阻率反演技术也有了很大的发展[2]。
3.2层析成像技术
层析成像技术主要是针对勘察对象从各个方向进行内部投影数据的采集，用其反映目标体内部的物性值分布，作为断面再构成图像的一种技术，这一技术首先在医学界有了有了较为广泛的应用。
但是，随着P.博伊斯发表了地球物理层析成像开拓性工作方面的文章。
他们利用地震波的传播时间来探测钻孔之间的主要构造界面，为这一技术在勘探界的发展奠定了基础。
层析成像技术主要是利用勘测设备在勘探区域的各个方向通过直流电场来研究地下介质电阻率分布，然后通过电阻率的分布来判断地质结构。
由于地质构造的不同，一次电流在介质中的分布会发生变化，从而产生电位差。
计算机处理系统将测到的电位差转换为电阻率，由于我们采用的是多方位的数据采集，因此，我们能从多方位观测到投影图像，最终形成一个完整的电阻率图像[3]。
4高密度电阻率法野外勘测研究
利用高密度电阻率法在进行野外的勘测时，数据的采集与处理是十分重要的，但由于外界环境的影响以及我们在进行勘测时受到各种客观因素的制约，我们得到的数据经常会出现较大的误差，因此，我们在进行野外的勘测时，要做好充足的准备工作并且采用正确的测量方法。
4.1准备工作
由于环境的不同，我们所勘测的对象也是不同的，在勘测之前，我们要针对勘测对象的分布形态和物理性质收集相关的资料，然后确定观测装置与电极间距，由于地质结构的不同，我们要选用与之相适应的勘测仪器来进行数据采集，这样能够使我们的勘测数据更加的准确、有效。
4.2测量阶段
在进行测量时，要先检查接地电阻，在接地电阻检测过程中，如发现接地电阻全部为零，表明电极短路；如发现电阻值固定不变，原因是电极转换开关上的 MN 与主机上的 MN 接线柱接反，在确保电阻准确无误之后再进行勘测。
4.3数据的采集
在进行数据的采集，通过会有十～几百毫安的电流从地层中流过，这些电流是非常危险的，因此，在进行勘测时要远离勘测地点，必要时要有专人进行看护或者设置一些警示标志。
数据采集过程应尽量避免和一些爆破作业、电力作业等同时进行[4]。
5结语
高密度电阻率法作为一种方便、实用的层析成像技术已经应用于我国的各个行业，例如矿区的勘探、地下管道的探查、物探找水等工程。
但是，我们的技术人员还要不断的创新，通过在各种工程环境中的应用，不断的总结经验，改进这一技术的不足之处，使其能够在更加复杂的地质环境中进行勘测，数据更加的准确。
参考文献
[1]王兴泰等.二维电阻率图像重建的一种新方法[J].物探与化探.1995.
[2]杨文采.地球物理反演的理论与方法[M].北京：地质出版社，1996.
[3]刘蕾.高密度电阻率法反演成像及其应用[D].成都理工大学，2003.（03）：66-70.
[4]王兴泰，李小琴.电阻率图像重建的佐迪（Zohdy）反演及其应用效果[J].物探与化探，1996，（03）：228～233.。