高密度电阻率法应用中常见的问题
高密度电阻率法在工程勘查中问题
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。
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。
对高密度电法在工程勘查应用中的探讨
对高密度电法在工程勘查应用中的探讨摘要：高密度电法在工程勘察中得到了广泛的应用，已成为工程物探的一种主要方法之一，下文就高密度电法在工程勘察中的应用展开了探讨。
1方法技术简介高密度电阻率法与常规直流电法的基本原理相同。
高密度电阻率法是一种阵列式电阻率测量方式，它集中了电剖面法和电测深法，装置选择上可采用二极装置（AM）、三极装置（AMN）、联合剖面装置（AMN∞MNB）、对称四极装置（AMNB）、偶极装置（ABMN）和微分装置（AMBN），在电极的选择上按一定的方式组合后构成测量系统。
该系统与普通电阻率法不同的是在观测剖面上设置密度较高的观测点，在实际测量时，利用电极转换开关将每4个电极进行组合，从而在一个测点上获得不同深度的测量参数。
高密度电法布极方式如图1，其中A、B极为供电电极，M、N为测量电极。
各测点视电阻率值ρs=K×△U/I，其中△U为M和N之间的电位差，I为供电电极（A、B）的供电电流，K为装置系数。
通过不同测点以及不同极距的观测，可获得剖面上地层电阻率的分布情况。
2实例分析2.1岩溶、采空区探测岩溶个体的发育是无规律的，但其岩溶带或地下河的发育一般是有一定走向的，岩溶洞穴一般以空腔（无水）或充水或充填泥（砂）的形式存在，充填水或泥（砂）等相对于灰岩（或白云岩）来说是明显的相对低阻，因此往往表现为明显的低阻异常，该类异常容易识别；如果高阻异常明显位于水位下方，则不会是岩溶引起的异常，这时岩溶应表现为低阻异常。
对于废弃多年的采空区，如有的地段已充盈地下水或已坍塌（多是废弃的采空区），往往表现为低阻特征；有些地段保持原有形态，且没有地下水，则表现为相对高阻特征。
利用这些特征可以确定场地的采空范围以及塌陷位置，见图2，相对高阻异常部位为采空区域，低阻异常位置为充盈地下水或浅部垮塌区域。
图22.2滑坡勘查所谓滑坡就是处于陡峭坡地上的土体或岩体，由于岩土体内部存在结构面或软弱面，在自重作用下使其失稳而引起滑移，由于滑动往往形成滑动面。
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。
第五章高密度电阻率法
（1.5.4）
104
测量时，AB=BM=MN=α为一个电极间距，A、B、M、N 逐点同时向右移动，得到第一条 剖面线；接着 AB、BM、MN 增大一个电极间距， A、B、M、N 逐点同时向右移动，得到另 一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。
⒊γ排列（微分装置 AMBN） 该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图 1.5.5：其rs 表达式为
（1.5.8）
由上式得到
r
a s
Ka =
Kb
r
b s
Ka +
Kg
r
g s
（1.5.9）
当 三 电 位 电 极 系 的 极 距 为 a 时 ， 上 述 三 种 电 极 装 置 系 数 依 次 为 ： K a = 2pa, K b
= 6pa, K g = 3pa ，于是（1.5.9）式写成
r
a s
=
1 3
r
b s
+
2 3
r
g s
（1.5.10）
可见，当已知其中任意两种电极排列的视电阻率时，通过（1.5.10）式便可计算第三种电极排列
的电阻率。
四、视参数及其计算
高密度电阻率法采用上述三电位电极系，其视电阻率参数将包括
r
a s
= 2pa U b I
;
r
g s
= 3pa DU g I
结果并将其加以组合而构成的；
Ts (i)
=
r
b s
(i
)
r
g s
(i)
（1.5.11）
Ts 比值参数综合了同一地电断面 b 和 g 两种视参数所反映异常分布的相对关系，因而用该 参数所绘制的比值断面图在反映地电结构的分布形态方面，远较相应排列的视电阻率断面图要
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。
常见物探方法应用及优缺点
电阻率测深法点)，通过逐次加大供电电极,AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS 值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。
电测深法多采用对称四极排列，称为对称四极测深法。
在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。
ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上。
当地下岩层界面平缓不超过20度时，应用电测深量板进行定量解释，推断各层的厚度、深度较为可靠。
二、应用领域：电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。
除对称四极测深法外，还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。
高密度电阻率法的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。
对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像，可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件，从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同．所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
是一种阵列勘探方法。
二、应用领域：在条件适当时，此方法对工程物探以及探测煤矿的老硐，探测古墓墓穴等有较好的效果。
三、优缺点：与常规电阻率法相比．高密度电法具有以下优点：1．电极布置一次性完成．不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率：2．能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；3．野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。
随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。
激发极化法一、基本原理：是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。
它又分为直流激发极化法(时间域法)和交流激发极化法(频率域法(SIP))。
高密度电阻率法在排水管渠探测中的应用
（ 广州市城市规划勘测设计研究院 ， 广东 广州 摘
一
５０６ ） １ ００
要： 管线探 测的难点是在 非金 属管线 ， ３采 用地质 雷达方法无法取得 良好的 成果 时， 以采 用高 密度 电阻率法这 － ＇ 可
高新技术。本文通过应 用实例充分 阐述 了采 用高密度 电阻率法探 测排 水管 渠的 可用性 、 可靠性 ， 下管线探 测技 为地
这一 高新技 术 ， 得 了 良好 的成 果 。高 密 度 电阻 率 法 取
是上世 纪九 十年 代 发 展起 来 的一 种 物 探 方 法 ， 工 程 在
勘察 的各个 领域 都取 得 了 良好 成 果 。进 入 本世 纪 ， 我 们开始 将其用 于管 线 的探测 中 ， 主要 是探测 排 水 管渠 ， 取 得 了 良好效 果 。
－
行， 故需采用物探方法进场工作 ， 目的是查找地下水 其
池 的位 置及 埋深 ， 为地 铁 的施工 设 计提供 依据 。 由于场 地上 布 满灌 木式 的绿 化 ， 用 地 质 雷 达 也 采
无法进行施测 ， 于是我们选用 了高密度 电阻率法。图
２和 图 ３是 我们 在两 条互 相 垂 直 的测 线 上 探测 到 的 成
术提供 了新的选择。 关键词 ： 高密度 电阻率法； 排水 管渠 ； 测 探
ｌ 前
一
言
般 而言 ， 管线 探测 的难 点是 在非 金属 管线 ， 而多
贝尔 之 间 ， 以对 称 四极 为 主 ， 随着 Ａ ＭＮ Ｂ的加 大 而 有 限加 大 ） 电 极 间距 为 １ｍ。如 无 特 别 说 明 ， Ａ ／ ， 以 Ｂ３
为解 释深 度 。
数情况 下 ， 采用 地质 雷达 即可解 决 问题 。但 有些 情 况 ， 如地表 不平 整或 植被 发育 、 表层 含 水较 丰富 、 管线 埋 设
高密度电阻率法CT成像技术的应用体会
与常规 电阻率法相 比。
相 继 开 展 了 城 市 活 断 层 研 究 工 作 。 尺 寸 及 重 量 等 在 国 内 的 同类 仪 器 中 岩 层 、 粗 砂 和 含 水 量 较 大 的 黏 性 土 由 于 大 城 市 多 数 位 于 第 四 系 覆 盖 都 居 领 先 地 位 。工 作 中 采 用 灵 敏 度 层 中 ， 而 高 阻 区 则 对 应 为 贫 水 的 致 区 ，则 必 须 使 用 物 探 方 法 来 进 行 相 最 高 的 温 纳 装 置 ，在 测 量 方 法 上 采 密 黏 土 层 ， 着 探 测 深 度 的 加 大 ， 随 如 关 的探测工 作 。 密度 电法 Ｃ 高 Ｔ成 像 取 了 一 些 有 效 的 设 计 ， 数 据 采 集 系 果 再 出现 高 阻 层 ，那 么 ｘ ￣ － ， Ｊ 的 高
史 上 在 该 断 裂 与 Ｄ 断 裂 交 汇 处 发 生 等 ） 反 演 迭 代 （ 小 二 乘 法 ， 分 方 ； 最 积
； 高 密 度 电 阻 率 法 是 把 很 多 电 极 过 ７级 地 震 ， 与 Ｃ 断 裂 交 汇 处 发 生 程 等 ） 图 像 处 理 。 最 后 经 多 次 反 演 计 算 的 电 阻 率 同 时 排 列 在 测 线 上 ， 过 对 电 极 自动 过 ６级 地 震 。 本 次 研 究 段 系 Ｂ 断 裂 通
ＥＳ Ｃ 常 高 密 度 电 阻 率 法 的原 理 与 常 规 的 电 公 司 生 产 的 Ｒ Ｅ Ｓ直 流 电 测 仪 ， 采 用 。大 量 的 理 论 与 实 验 表 明 ， 压 条 件 下 电 阻 率 的 变 化 敏 锐 地 反 应 着 阻率法是 一致 的 ， 的独到之处 是在 该 仪器 是 ２ 它 ０世 纪 ９ ０年 代 中 后 期 推
高密度电阻率法正反演研究及应用
高密度电阻率法正反演研究及应用
高密度电阻率法正反演是一种地球物理勘探方法，它利用电流通过地下岩石和土壤时的电阻率差异来推断地下结构，以帮助地质勘探、环境监测和水资源管理等领域。
在正演过程中，高密度电阻率法通过在地表放置电极，并向地下注入一定的电流，然后测量地下的电位差，以确定地下岩石或土壤的电阻率分布。
电阻率是材料对电流通过的障碍程度的度量，不同类型的岩石或土壤具有不同的电阻率值。
通过进行正演实验，可以获得地下电阻率的分布图。
在反演过程中，根据正演实验的数据以及地球物理的数学模型，可以使用正问题求解的方法来估计地下的电阻率分布。
反演方法通常通过建立优化问题，将正问题与观测数据进行对比，并通过迭代算法来调整模型参数，以得到最佳的地下电阻率模型。
这样就可以提供地下结构的信息，从而帮助地质勘探和资源管理等领域做出决策。
高密度电阻率法可以应用于不同的领域。
在矿产勘探中，它可以帮助确定矿体的位置、大小和性质，从而指导矿产资源的开发。
在环境监测中，高密度电阻率法可以用于检测地下水位、地下水流方向和土壤污染等问题。
在水资源管理中，它可以用于地下水资源的调查和管理。
总之，高密度电阻率法正反演是一种重要的地球物理勘探技术，具有广泛的应用前景。
随着技术的进步和理论的发展，它将进
一步提高地下结构的探测能力，为各个领域的决策和规划提供更准确的地下信息。
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、
灾害预警等
市场竞争：与其 他电阻率测量方 法竞争，如电磁
法、地震法等
政策支持：争取 政府政策支持， 推动高密度电阻 率法在相关领域
的应用和发展
谢谢
Байду номын сангаас
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
工程勘察
工程物探-高密度电阻率法
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
三、高密度电阻率法的工作流程
1、工作流程
选 择 装 置
原 始 数
设
据
置
采
点
集
距
实地探测阶段
修 饰 性 数 据 处 理
实 质 性 数 据 处 理
地 质 推 断 解 释
-1 0
2、反演——最小二乘法
目标函数：
W d ( Δ d J m )2 W m ( m m b m )2
通常的最小二乘法
先验信息项
3、算 例
（1）模型一：温纳装置
视电阻率断面
-AB/2(M)
-10 -20 -30 -40
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
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
Depth(m)
电阻率反演断面
0 -5 -10 -15 -20 -25
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
（2）模型二：偶极装置 （起伏地形）
Elevation / m
0
-20
-40
10Ω.m
-60 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
测点号
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。
浅议电阻率法仪找水原理、特点及不足
浅议直流电阻率法仪找水原理、特点及不足郑州地象科技有限公司寇伟我国的物探找水方法主要经历了几个发展阶段: 上世纪50 年代主要引进使用的方法有电阻率法、渗透电场法；60年代初引进使用了激发极化找水方法；80年代之后陆续引进使用了地震折射法、甚低频法、频率域激发极化法、核物探方法、高密度电阻率法、音频大地电场法、核磁共振法等物探找水方法。
其中应用时间最长、普及最广、积累经验最多的当属直流电法。
直流电法包括：普通电阻率法、高密度电阻率法、激发极化法、自然电场法、充电法。
目前在找水定井中用的最多的是普通电阻率法和激发极化法，由于高密度电阻率法仪的价格较高导致普及程度有限。
直流电阻率法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。
它通过一对接地电极把电流供入大地中，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息（见下图）。
激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。
直流激发极化法（时间域法）是在直流电阻率法的基础上，通过记录切断直流电源后测得电场信号的衰减情况，来观察地下岩石的激发极化效应的，我国一些单位对该法做了一些应用研究，将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，通过寻求激电参数与地层的含水性联系，来找到各种类型的地下水资源、预测涌水量大小。
高密度电阻率法的基本理论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，由主机自动控制供电电极和接收电极的变化来完成测量，探测深度明显高于单点测深的传统电阻率法仪。
直流电阻率法找水定井已有60多年的历史，国内专业物探技术人员在实践中研究出很多应用方法和技巧、总结出许多成功的经验，是一种普及率很高的物探方法。
但在实际应用中，很多人对直流电阻率法找水定井的原理、特点认识不深，大多都限于书本上所讲内容，更多的拘泥于操作方法、数值大小、反演公式之中。
高密度电阻率法工程分析
高密度电阻率法工程分析一、高密度电阻率法工作原理和使用意义（一）工作原理和优势高密度电阻率法是一种在方法技术上有较大进步的电阻率法，是集电阻率剖面法和电阻率测深法的特点于一身的一组电法勘探方法。
就其原理而言，它与常规电阻率法完全相同，也是以不同岩（矿）石之间导电性能差异为基础，通过接地电极在地下建立人工电场，以电测仪器观测因不同导电地质体存在时地表电场的变化，进而在此基础之上推测出地下水的分布、构造、含量等情况，以达到探测水资源的目的。
同时，对于工程建设而言，利于此方法能够充分了解地质水文情况进而确保工程建设的安全。
与常规的电阻率相比较而言，因高密度电阻率法采用的是多电机密度一次步极的方式，使之具有更强的性能。
在实际运用具有诸多优势，主要如下：其一，测试过程中电极分布一次性即可完成，不用多次调整可以有效防止测试过程中出现其他故障；其二，对于同一观测剖面，可以通过数据的转换以变化电极的方式以获得ps断面等值线图，数据更为完备；其三，因降低了故障率，提升了工作效果，成本更低，效益更佳，使之用途更加广泛。
因而，在上世纪80年代由日本引进之后，经过科研机构对其使用方法与仪器的研究和生产，使之很快就在我国诸多行业中发挥着巨大作用，在实际运用中取得了效果得到了广泛肯定。
（二）高密度电法的使用意义当前，随着我国社会经济的快速发展，人们对于物质生活的要求日益提升，但水资源缺乏的形式日益加剧，使得对于水资源的探测和开发越发受到社会的广泛关注。
然而，就全国范围内而言，探测水资源的难度较大，在少雨的地区即使采用现代化钻进技术，达到地下100米也难以发现水资源的踪影，造成了极大的人力、物力、财力的浪费。
但是，随着技术的发展，使用电法勘探技术即可有效改变这一现状，低成本的探测水资源。
尤其是高密度电阻率法的使用进一步提升了探测的效果，在野外测量时只需将全部电极（几十至上白根）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白动采集。
高密度电阻率法测试在工程勘察中的应用
│2021·3│中铁二院工程集团有限责任公司协办103高密度电阻率法是一种有效结合电测深和电剖面法，具有多种装置、多种极距特点的勘探方法，属于直流电阻率法的内容。
与传统电阻率相比，高密度电阻率法具有观点密度大、多级电极能够实现自动排列和测量参数等优势。
目前，高密度电阻率法在工程地质勘察、水利水电工程、地质构造等诸多领域已得到广泛应用，并取得优异效果和社会经济效益。
本文结合某水利工程勘察实例，分析高密度电阻率法在水利工程地质勘察中的具体应用。
1. 高密度电阻率法的基本原理高密度电阻率法是建立在传统电法原理基础上的一种新型方法，由人工在导电性不同的介质上加入直流电场，并使用预定装置排列模式扫描，对目标区域内空间视电阻率变化规律进行观察。
其原理是在地下通过A 、B 两个供电极输入稳定的直流电流I ，在电极M 、N 间会产生其电位差ΔU MN ，对其进行测量，并依据公式（1）（2）计算出该测点的视电阻率值的大小。
公式如下：Ρs =KΔU MN / I （1）K =2π/（1/AM-1/AN-1/BM+1/BN ） （K 为装置系数）（2）在收集野外数据时，装置设备所需的电极需要事先全部安装准备好，不需要对测量中的电极进行任何的更换操作。
实际操作中，可以配合多种装置形式和电极距进行工作，再将这些测量好的数据精准地录入到计算机中，然后利用实际测量到的视电阻率精确地计算这些数据剖面，对其进行分析推测出所测地层中的电阻率分布规律，并结合相关的地质资料，进行一系列的研究分析，确定哪些为地质目标体。
电极距的数据点采集使用固定装置形式，逐渐匀速地向右移动这些电极距。
每一个电极距的测量结果，可以显示出在一定深度范围内的岩层使用电阻率剖面法分析电阻率的横向电性变化情况。
其中，每一个电测深点是观测到不同电极距的某一个记录点，对该深点进行分析，可以得出某一个记录点岩层的视电阻率随电极距变化的垂向电性规律，可将岩层分为不同的电极层，从而计算出其深厚度。
7高密度电阻率法(4)
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。 这一讲的主要内容是学习高密度方法原理、野外工作方法技术、资
料解释及实际应用等方面。
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二、 高密度电阻率法的基本原理 1)．高密度电阻率法的装置形式 高密度电阻率法的电极排列原则上可以来用二极方式，
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1)．高密度电阻率法的装置形式 三电位电极系是将温纳四极、隅极及微分装置按一定方 式组合后所构成的一种统一测量系统。该系统在实际测量时， 只须利用电极转换开关、便可将每四个相邻电极进行一次组 合。从而在一个测点便可获得多种电极排列的测量参数。
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2)．高密度电阻率法的测量过程
N (60 3n)
n 1
15
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2)．高密度电阻率法的测量过程
总电极数： 测量层数： 每层序号： 每层点数：
N
N 1 nl int( ) 3 i
ni N 3 i
总测点数： Ndot 2008.9
( N 3 i)
n 1
nl
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一、 高密度电阻率法概述
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一、 高密度电阻率法概述
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一、 高密度电阻率法概述
关于阵列电探的思想早在70年代末期就有人开始考虑实施。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，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。只是由于整体设计的不完善性，这种设备没有充分发 挥高密度电阻宰法的优越性。 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，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
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高密度电阻率法应用中常见的问题
[摘要]近十年来，高密度电阻率法在工程勘察中的应用越来越广泛，尤其在岩溶、水文、构造、检测等领域，高密度电法的应用效果，已远远超过了理论上的预期。
在国内，从事高密度电阻率法的单位和人员正呈逐年上升的趋势，可以说是形势喜人。
[关键词]有效数据有效分辨率高密度电阻率法
1存在问题及分析
1.1有效数据的分辨率
这是个最基本的问题。
不仅是本方法，其它的物探方法也是如此。
在数据采集的现场，我们必需能有效地分辨：采集到的数据是不是有效的数据，用句简单的话就是：原始数据是否真实。
图1是最近见到的两个剖面的数据：从A剖面数据可以看出：在145m处，数据明显出现异常，有两条非常有规律的高阻异常斜向右下角，其间距越来越大——这实际上是由于145m附近，电极接地条件太差，形成的“假异常”；有时，如电缆的某一点或多路转换开关的某点断开也会形成类似的“八字异常”，如该点位位于观测剖面中间，则会出现“双八字”异常；点位在两端，则会出现“半八字”异常。
在现场采样时，应及时处理。
图1中B剖面的问题则更为严重，图左侧出现了太多的漩涡状封闭异常，这在地电断面中是不真实的。
一般而言，我们直流电法采集到的地电断面，其等值线的起伏会比较缓，较难形成小型的封闭异常，更不用说形成如图中的密集型“漩涡异常”。
图中剖面形成的原因是：剖面左侧是水泥路面，接地条件很差，现场操作人员未对接地条件进行有效改善就进行了数据采集，其数据当然是不可信的。
一般而言，有效的高密度电阻率法成果数据有如下特征：等值线较为平缓，没有突变起伏点，高阻、低阻区的变化是渐变的；视电阻率数值上没有孤值畸变异常，反应到等值线上是没有“漩涡异常”（独立的漩涡状异常是可以通过编辑原始数据来解决，密集的，如出现较多的漩涡状异常则需要重测）；等值线上没有出现规律的“八字异常”及其演变而成的“半八字”或“双八字”异常。
1.2观测方式对数据成果的影响
目前，高密度电阻率法仪器发展得相当快，几乎所有的电阻率法观测装置都可以在高密度仪器中实现。
总体而言，我倾向于将高密度电阻率法的观测方式分为两大类：剖面类观测方式和测深类观测方式。
如图2所示：剖面类观测是以电剖面法为主体的，如图2（A）——观测方式由电剖面开始，由左至右，依次增大AMNB之间的间距，一层一层采集数据，从而建立电法剖面，其剖面资料是倒梯形的；测深类观测是以电测深为主体的，如图2（B），其由左至右（有些仪
器是从两端往中间），逐点进行电测深法观测（有时，甚至不用专门的高密度仪器，直接将电测深资料编绘成等值线图，用以代替高密度工作），由图可知，其成果是矩形的。
图3是这两种观测方式的典型剖面，由图中可以看出两种观测方式的等值线图的主要差异：在测深类观测方式的等值线图中，其深部的曲线，其等值线基本上都呈垂直向下，水平点之间的电阻率异常多呈垂直分带；而剖面类观测方式的等值线尽管有起伏、甚至有封闭，但总体而言是与地平线平行或斜交，水平点之间的接触关系基本上是连续的。
为什么会这样呢？倒底哪一种数据更接近地电实际呢？
从图2就可以看出：剖面类观测方式是水平观测为主，相互点之间的影响较大，数据变化是渐缓的，上下相邻的深度处的采样点是交叉的，如果按纵向单点取测深资料的话，其测深点间距是a/2（a为电极间距），尽管其数据要稀一点。
因此同样多的采样点，其分布得更“密”更均匀合理。
而且，在不少采用这种观测方式时，其观测电极间距MN会随着AB间距的增大而增大，因此浅层地电条件、接地电阻等对数据的影响更小；而测深类观测方式呢，其单个测点的观测是相对“独立”的，测深点的间距是a（a为电极间距），而更为重要的是，采用该方式观测时，MN的间距一般是不变的，这样，实际观测到的数值受MN点的接地电阻及其之间表层电阻数值的影响较大，可以这么说：各点的数值由于接地电阻、表层电阻等的缘故，而在实际数据上加了个“系数”，从而导致水平两点间数值原本接近的视电阻率值却相差较大。
在接地电阻、表层电阻差异很大的区域，这种观测方式所受的影响就更加明显，可以得到自上而下垂直交替的高低阻，呈现出峡谷状的电阻率等值线断面（即自上而下，其等值线基本与地平线垂直）。
因此，根据笔者的经验与思考，设计现场作业及处理时，应按如下原则选择观测装置：只要场地条件许可，尽量采用剖面类观测方式，尤其是首选四极剖面装置，因为这种观测方式是真正集中了电剖面和电测深法的优点，其采集点分布更均匀合理，在不少场合、不同要求的勘探项目中都可以取得好的效果。
在剖面烃观测时，其资料的反演解释时应以二维剖面为主，单点测深、水平曲线分析为辅。
而在场地限制只能采用测深类装置时，要尽可能改善各点的接地条件，资料反演解释时应以单点测深反演为主，二维剖面为辅，尤其是解释出直立状接触带时，一定要谨慎，以免贻笑大方。
1.3如何对待反演成果
几乎所有的仪器厂商都会为用户配置至少一种反演软件（其中比较好的有：国外M.H.Loke工作组开发的“RES2DINV软件”，中国地质大学“2.5维反演软件”和河北廊坊中石油物探所的“电法工作站”等）。
在和不少生产单位接触的过程中，笔者发现有一种倾向危害很大：有一些单位和技术人员非常迷信反演软件的力量，每一条剖面都经过反演，甚至于在资料解释时只看反演剖面不看原始剖面，最终的报告也只附反演成果，这是非常幼稚的，常常会遭至较大的失败。
更可悲
的是：不少单位、个人在勘探失败后，不在工作方式上进行反思，反而怀疑高密度电阻率法方法的有效性！
通过工作经验认为：高密度电阻率法的解释应以视电阻率等值线图为主，附以一定的反演工作，即可达到解释需要。
一定要慎用反演成果！。