电阻率测深法在岩土工程勘察中的应用

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张秉来（青海省电力设计院青海西宁810008）

【摘要】本文简单介绍了对称四极电测深法的原理、装置及测量结果的解释方法，并结合工程实例介绍了对称四极电测深法在工程勘察中的应用效果，对类似地质条件的勘察工程具有一定的指导意义。【关键词】视电阻率；电测深法；量板法；岩土工程勘察

Application of resistivity sounding method in geotechnical engineering investigation

Zhang Bing-lai

(Qinghai Electric Power Design InstituteXiningQinghai810008)

【Abstract】In this paper,the basic principles of schlumberger array electrical sounding,its lay fundamental and the intricate methods are introduced.At the same time,on the basis of detailed analysis for a engineering instance ,the application of schlumberger array electrical sounding in engineering are alse introduced.

【Key words】Apparent resistivity；Electrical sounding；Template method；Geotechnical investigation

1. 引言由于岩土的种类、成分、结构、湿度和温度等因素的不同，而具有不同的电性差异，电法勘探是利用这种电性差异来解决某些工程地质问题的物探方法，利用这种电性差异的电法勘探方法较多，根据其电场性质的不同可分为电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法，其中电阻率法中的对称四极电测深法通过实践检验，其准确性完全能满足一般工程的需要，这种测量方法所需仪表设备少，操作简单，用电阻率来判断地基土对钢结构的腐蚀性已列入现行国家标准《岩土工程勘察规范》，而且在电力工程中根据土壤电阻率值来进行有效的接地设计，故这种电法测试技术引用前景较广泛，成为工程中一种常用的测试技术。

2. 对称四极电测深法的工作原理不同岩层或同一岩层由于成分或结构等因素的不同，而具有不同的电阻率，通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场在地表观测某点在垂直方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布特点。均质各向同性岩层中电流的分布如图1所示，AB为供电电极，MN为测量电极，当AB供电时用仪器测出供电电流I和MN处的电位差ΔV，则岩层的电阻率用下式计算：图1均匀介质中电流线分布图ρ=KΔVI（1）

式中：ρ——岩层的电阻率（Ω·m）；ΔV——测量电极间的电位差（mV）；I——供电回路的

电流强度（mA）；K——装置系数（m），与供电和测量电极间距有关，按下式计算：K=πAM·ANMN （2）但实际工作中所遇到的地层既不同性又不均匀，所测到的电阻率为视电阻率ρs 值。

3. 对称四极电测深法的装置对称四极电测深法的装置：AMNB四个电极布置在同一条直线上，测量电极布置在供电电极AB中间，测量时MN不动（当AB增大到一定值后，MN按规定要求增大），对称式增大AB，每移动一次AB测得一次ρs值。

4. 资料整理及解释按电极距不同所测得的ρs 值，在双对数坐标纸上绘制ρs-AB/2关系曲线，电测深ρs-AB/2关系曲线的解释有定性解释和定量解释，定量解释中的量板法是比较常用的一种方法，对称电测深二层量板有D型和G型理论曲线两张。辅助量板有Q型、A型、H型、K型辅助曲线四张，分析所要解释的曲线类型，对于地层为两层的的岩性，反映出来的曲线有两类：当ρ1>ρ2时为D 型曲线；当ρ1<ρ2时为G型曲线。对于地层为三层的岩性，反映出来的曲线有四类：当ρ1>ρ2>ρ3

时为Q型；当ρ1<ρ2<ρ3时为A型；当ρ1>ρ2<ρ3时为H型；当ρ1<ρ2>ρ3时为K型。此外还有AK、HK、HA等四层断面类型和HAK、HKQ、AKQ等五层断面类型等。

5. 工程应用

5.1工程概况。某段地下管线工程沿线地层岩性由上至下依次为：(1)杂填土，主要由粉土组成，混少量生活垃圾，厚度一般0.5～2.0m之间；(2)卵石，中密，厚度在3.00～5.00m之间，局部夹中

粗砂；(3)下伏基岩为强风化泥岩。图3工程地质剖面图

5.2使用仪器及工作方法。为对场地进行地层划分，该工程使用的仪器为重庆地质仪器厂生产的DDC-6型电子自动补偿仪，采用对称四极电测深法进行电阻率测试，供电电极距AO分别为1.5、2.5、4、

6.5、10、15、25、40（米）；测量电极距MO=0.5保持不变。图4测试点平面布置图AMNB四个电极布置在同一条直线上，测量电极布置在供电电极AB中间，测量时MN不动，每移动一次AB 测得一次ρs值。

5.3测试成果分析。按电极距不同所测得的ρs 值，在双对数坐标纸上绘制ρs-AB/2关系曲线，采用量板法进行定量解释

电阻率值突处的深度恰好与地层岩性分界线深度相吻合；ZK03和ZK04处的中粗砂透镜体的电阻率值不容易分辨出来，而卵石与泥岩的分界线较明显，说明不同岩层或同一岩层的导电性差别越大时岩层分界线越明显；另外，测试点DS4处的电阻率值较其它测试点位处的值较小，分析原因是该处含水量较大，土层比较潮湿，导致所测的电阻率值偏低，故土壤表面的干湿程度、有无冻结现象、天气状况（雨前雨后），对测试有影响的其它现场干扰因素（电焊、电机启动、高压线等）对电阻率测量有很大影响。

6. 结论该方法作为一种浅层地球物理勘探方法，不仅能解决各类地质问题，还用于能源、金属、非金属矿产地质找矿、水文勘查及电力接地设计中，具有简便、快速、经济、应用范围广等优点。通过工程实践表明，采用电测深法，配合钻探工作，可显示其巨大的优越性，能够有效的提高勘察效率及勘察精度，并可明显的降低勘察成本，但是在进行电测深法物理勘探成果判释时，应考虑其外界其它因素的影响，必要时应采用多种方法勘探，进行综合判释，并应有已知物探参数或一定数量的钻孔验证。

参考文献

［1］常士骠，张苏明.工程地质手册（第四版）［M］.北京：中国建筑工业出版社.2007年.

［2］中华人民共和国电力行业标准. 水电水利工程物探规程(DL/T5010-2005)［S］.北京：中国电力出版社.2005年.

［文章编号］1006-7619（2009）06-02-419

［作者简介］张秉来(1980.2- )，男，大学本科，助理工程师，主要从事岩土工程勘察工作师。