高密度电法培训资料

重庆精凡科技有限公司
1.4多电极阵列电阻率法
关于阵列电探的思想早在20世纪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。

随着电子技术、计算机技术和信息处理技术的发展，阵列电探得到了快速的发展和应用。

微电极电阻率成像测井、阵列感应测井、阵列电磁剖面法、地面高密度电阻率法、三维电阻率法以及地-井、井-井电阻率成像等都属于阵列电探法这一范畴。

在本书中，所谓多电极阵列电阻率法，就是在测线上或测区内一次性布设几十～几百根电极，通过事先设定的工作方式让仪器自动选择供电电极和测量电极，这样可同时完成了电测剖面和电测深两种形式的测量，得到地下不同位置视电阻率值，展示地下导电性横向变化和纵向变化。

主要包括地面高密度电阻率法和三维电阻率法。

由于布设电极数量毕竟有限，只适合浅小目标体，是工程电法的一种主要方法。

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查领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。

1.4.1高密度电阻率法
高密度电阻率法仍然是以岩、土导电性的差异为基础,研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律的一种电探方法。

因此,它的理论基础与常规电阻率法相同,所不同的是方法技术。

高密度电阻率法野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于观测剖面的各测点上,然后利用程控电极转换装置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。

显然,高密度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。

由于高密度电阻率法的上述特点,相对于常规电阻率法而言,它具有以下特点:（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。

（2）能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。

（3）野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快(大约每一测点需2～5s),而且避免了由于手工操作所出现的错误。

（4）可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件。

（5）与传统的电阻率法相比,成本低,效率高,信息丰富,解释方便。

一、高密度电阻率法采集系统
早先的高密度电阻率法采集系统采用集中式电极转换方式。

如图4.1所示。

进行现场测量时，用多芯电缆将各个电极连接到程控式电极转换箱上。

电极转换箱是一种由微片机控制的电极自动转换装置，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。

电极转换箱开关由电测仪控制，电信号由电极转换箱送入电测仪，并将测量结果依次存入存储器。

图4.1高密度电阻率法测量系统结构示意图（集中式）随着技术的发展，高密度电法仪日趋成熟。

表现在：采用嵌入式工控机，大大提高系统的稳定性与可靠性；采用笔记本硬盘存储数据，可以满足野外长时间施工的工作需求；系统采用视窗化、嵌入式实时控制与处理软件，便于野外操作；可实现多种工作模式的转换，计算机与电测仪一体化，携带方便。

新一代高密度电法仪多采用分布式设计。

所谓分布式是相对于集中式而言的，是指将电极转换功能放在电极上。

分布式智能电极器串联在多芯电缆上，地址随机分配，在任何位置都可以测量；实现滚动测量和多道、长剖面的连续测量。

图4.1高密度电阻率法测量系统结构示意图（分布式）
系统可以做高密度电阻率测量，又可以同时做高密度极化率测量，应用范围宽。

图
（一）常用装置
高密度电阻率法在一条剖面上布置一系列电极时可组合出十多种装置。

高密度电阻率法的电极排列原则上可采用二极方式，即当依次对某一电极供电时，同时利用其余全部电极依次进行电位测量，然后将测量结果按需要转换成相应的电极方式。

但对于目前单通道电测仪来讲，这样测量所费时间较长。

其次，当测量电极逐渐远离供电电极时，电位测量幅值变化较大，需要不断改变电源，不利于自动测量方式的实现。

高密度电阻率法常用的装置见图？？？？，包括温纳装置（Wennerα、Wennerβ、Wennerγ）、偶极-偶极装置(Dipole-Dipole)、三极装置(Pole-Dipole、Dipole-Pole)、斯伦贝谢装置(Schlumberger)等。

图
(a)温纳α装置；(b)温纳β装置；(c)温纳γ装置；(d)偶极-偶极装置
(e)三极装置；(f)斯伦贝谢装置
（二）装置特点及视参数的计算
（1）温纳装置
在高密度电阻率法中，由于温纳装置与异常对应关系好，是常用的装置之一。

最早的高密度电阻率法一般使用三电位电极系。

所谓三电位电极系就是将温纳装置、偶极装置和微分装置按一定方式组合后构成的一种测量系统。

这是由于早期电极转换需要时间，因此当连接好等距的AMNB四个电极后，可以将四个电极方便地作三次组合，依次构成温纳装置、偶极装置和微分装置，或称为温纳α装置、温纳β装置和温纳γ装置。

这样在某一测点就可以获得三个电极排列的测量参数。

温纳装置对电阻率的垂向变化比较敏感，一般用来探测水平目标体。

温纳装置的装置系数是a π2，相比于其它装置而言是最小的。

因而同样情况下，可观测到较强的信号，可以在地质噪声较大的地方使用。

另一方面，由于它的装置系数小，因此在同样电极布置情况下，它的探测深度也小。

另外，温纳装置的边界损失较大。

温纳α装置、温纳β装置和温纳γ装置三种排列形式（见图？？？），视电阻率参数及计算公式为：
I U k s αα
αρ∆=，a k πα2=，I U k s βββρ∆=，a k πβ6=，I U k s γγγρ∆=，a k πγ3=根据三种电极排列的电场分布，三者之间的视电阻率关系：
γ
βαρρρs s s 3
231+=对高密度电阻率法而言，由于一条剖面地表电极总数是固定的，因此，当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点数将依次减少。

图？？？显示了温纳α装置测点分布。

图？？？温纳α装置测点分布示意图
x ∆：最小电极距；n：间隔系数
由图可见，断面上的测点数随隔离系数n 增加而减小，断面上测点呈倒梯形分布，任意断面上测点数可由下式确定：
(1)n sum a D P P n
=--⋅式中：；n D —剖面上测点数；sum P —实接电极数；a P —装置电极数，对三电位电极系而言，a P =4；对三极装置，a P =3；n —间隔系数。

如对温纳装置而言，设有30路电极，则3n 30D n -=。

令n D ≥1，可求出最大间隔系数为9max =n 。

当n =1时，第一条剖面上的测点数1D 27=，依次可计算出2D =24、3D =21、…、9D =3。

断面总测点数N 为
9
1(303)135n N n ==-=∑（2）偶极-偶极装置
偶极-偶极装置高灵敏度区域出现在发射偶极和接收偶极下方，这意味着本装置对每对偶极下方电阻率变化的分辨能力是比较好的。

同时，灵敏度等值线几乎垂直的，因此偶极-偶极装置水平分辨率比较好，一般用来探测向下有一定延伸的目标体。

相对于温纳装置，偶极-偶极装置观测的信号要小一些。

I
U k MN s ∆=ρ，2(1)(2)k n n n a π=++（3）三极装置
三极装置有更高的灵敏度和分辨率（Sasaki 1992）。

同时，三极装置的两个电位电极在网格内，因此受电噪声干扰也相对小一些。

与偶极-偶极装置相比，三极装置所测信号要强一些。

另外，三极装置可以进行“正向”（单极-偶极）和“反向”（偶极–单极）测量，因此边界损失小。

I
U k MN s ∆=ρ，2(1)k n n a π=+（4）斯伦贝谢装置
温纳-施伦贝谢是一个变种（Pazdirek and Blaha，1996），其高灵敏度值出现在测量电极之间的正下方，有适当的水平和纵向分辨率，但探测深度小，在三维电法难以单一使用。

I
U k MN s ∆=ρ，(1)k n n a π=+二、资料处理与反演解释
处理流程图
1.统计处理
统计处理包括以下内容：
（1）利用滑动平均计算视电阻率的有效值，例如三点平均：
[]3
)1()()1(()(+++-=i i i i s s s x ρρρρ式中，i =1，2，3，……，)(i x ρ为i 点的视电阻率有效值。

（2）计算统计参数平均值：∑=⋅=N i x x i N 1)(1ρρ（N 为断面上的总测点数）
标准差：A σ=（3）计算电极调整系数
)
(/)()(L i L K s x ρρ=其中)(L s ρ为电极距为L 时全部视电阻率观测数据平均值。

（4）计算相对电阻率
()()()()/()
y x x x s i K L i i L ρρρρρ=⋅=⋅通过计算相对电阻率，可以在一定程度上消除地点断面由上到下水平地层的对变化。

因此，相对视电阻率等值线断面图更能明显地反映地电体沿剖面的横向变化。

（5）对视参数分级
为了对视参数进行分级，首先必须按平均值和标准差关系视参数的分级间隔。

间隔太小，等级过密，间隔太大，等级过稀，都不利于反映地电体的分布。

一般情况下，以采用五级制为宜，即根据平均值和标准差的关系划分四个界限：
1x A E ρσ=-；2/3x A E ρσ=-；3/3x A E ρσ=+；4x A
E ρσ=+利用上述视参数的分级间隔，可将断面上各点的)(i s ρ或)(i y ρ划分成不同的等级用不同的符号或灰阶（灰度）表示时,便得到视参数异常灰度图，如：
1()s i E ρ<，低阻
12()~s i E E ρ=，较低阻
s 23ρ(i)E ~E =，中等
34()~s i E E ρ=，较高阻
4()s ρi E >，高阻
视参数的等级断面图在一定条件下能比较直观和形象反映地点面的分布特征。

当然，我们也可用不同的颜色来表示不同的等级，得到视参数异常色谱图。

统计处理原则上适应于三电位电极系中各种电极排列的测量结果，只是在考虑视电阻率参数图示时，由于偶极和微分两种排列的异常和地电体之间具有复杂得对应关系，因此一般只对温纳α装置的测量结果进行统计处理。

当然，随着现代高密度电法仪装置的增加，斯伦贝谢装置的测量结果也可进行统计处理。

2.比值参数高密度电阻率法的野外观测结果出了可以绘制相应装置的视参数断面图外，根据需要还可绘制两种比值参数图。

考虑到三电位电极系中三种视参数异常的分布规律，选择了温纳β装置和温纳γ装置两种装置的测量结果为基础的一类比值参数。

该比值参数的计算公式为：
)
()()(i i i T s s γβρρ=
由于温纳β和温纳γ这两种装置在同一地电体上锁获得的视参数总是具有相反的变化规律，因此用该参数绘制的比值断面图，在反映地电结构的分布形态方面，远比相应装置的
视电阻率断面图清晰和明确的多。

模型上方视电阻率和视比值参数T 等值线大断面图
图？？是对所谓地下石林模型的正演模拟结果。

模型的电性分布已如图所示，其中温纳α装置的α
ρs 拟断面图几乎没有反映，而T 比值断面图则清楚地反映了上述模型的电性分布。

另一类比值参数是利用联合三极装置的测量结果为基础组合而成的，其表达式为：)
1()1()()()1,(++=+i i i i i i B s A s B s A s ρρρρλ式中)(i s ρ和)1(+i s ρ分别表示剖面上相邻两点视电阻率值，计算结果示于i 和1+i 点之间。

根据前面所学知识，有
()(,1)(1)
A B F i i i F i λ+=+则lg (,1)lg ()lg (1)
A A i i F i F i λ+=-+而lg A F 的差商为
1lg ()lg ()A A i i F x F x x x ⎡⎤-+∆⎣
⎦∆令1x ∆=，则lg λ为lg A
F 曲线的差商，或者说lg λ描述了岐离带曲线剖面水平方向的变化率。

图？？？？？表征比值参数λ在反映地电结构能力方面所作的模拟实验，视电阻率αρs 断面图只反映了基底的起伏变化，而λ比值断面图却同时反映了基底起伏中的低阻构造。

模型上方视电阻率和视比值参数λ等值线大断面图
3.滤波处理方法
三电极电位系中，偶极和微分排列所测视电阻率曲线水极距的加大，曲线由单峰变为双峰。

绘成断面图时，出了和地址对象相对应的主异常外，一般还会出现强大的伴随异常。

为消除或减弱三电位电极系视电阻率曲线中振荡成分的影响，简化异常形态，可以采用数字滤波方法，并将这种滤波称为扩展偏置滤波器。

扩展偏置滤波器有4个非零的权系数：0.12,0.38,0.38，0.12。

在滤波计算中，无论间隔系数为几的剖面测量结果，都应把滤波系数置于4个活动电极所对应的点上，在电极之间插入和电位相同的零系数。

例如n =2，滤波器长度为7，相应的权系数依次是：0.12,0,0.38,0，0.38,0,0.12。

图为二维地电模型正演模拟曲线的滤波处理结果。

由图可见，未经滤波的剖面曲线随间隔系数的增大，曲线形态复杂；经滤波处理后的剖面曲线，形态大为简化，伴随依次的幅值减小并远离主极值。

二维地电模型正演模拟曲线的滤波处理
点划线为滤波前原始曲线；实线为滤波后的结果
4.高密度数据反演
在地球物理学中，地球物理反演是利用在地球表面观测到的物理现象推测地球内部介质物理状态的空间变化及物性结构。

如果把地球物理问题分为资料采集、数据处理和反演解释三个阶段的话，那么，资料采集是基础，数据处理是手段，反演解释才是地球物理工作的目的。

ρ、T、在高密度电阻率法中，仅根据高密度电阻率法的视参数等值线断面图（s
λ）或分级灰度图来进行定性解释显然是很不够的。

为了获得地下介质电性分布更为精确的电性结构与相应深度，目前最常用的方法是进行二维电阻率反演。

（1）二维反演的基本原理
二维反演同一维反演的数学实质相同，都是要寻找一个地电模型，使其对应的理论计算值与实测视电阻率在一定法则下重合最好。

数学上将求解这类问题的方法称为最优化方法。

用计算机对物探异常进行定量解释的最优化算法，实际上是求解多元函数极值的一种方法，最优化算法种类很多，如最速下降法（梯度法）、最小二乘法、单纯形法等。

其中最小二乘法在电法资料解释中应用效果最好。

在电法资料定量解释中，最优化算法的基本步骤可归结为
（1）给出实测视电阻率离散值；
（2）根据已知物性资料、地质资料和定性解释成果，确定地电模型，即给出地电模型初值；
（3）通过正演计算得到地电断面的理论值；
（4）评定理论计算值和实测视电阻率的拟合程度，即通过计算拟合差来判定拟合程度；
（5）若拟合差不符合要求，则修改模型参数值，并根据修改后的地电模型参数重新计算理论值；
（6）再次评定拟合程度，反复修改地电模型参数，直至拟合差达到事先给定精度为止；
（7）此时地电模型参数即为解释结果。

完成上述过程的关键是用何种方法来评定拟合程度，以及如何自动修改模型参数。

评定拟合程度，通常采用理论计算值和实测视电阻率两者偏差平方来作为衡量标准，即
()()21m k k k x E f x ϕ==-⎡⎤⎣⎦∑（2-1-129）
式中：ϕ为目标函数；k E 为实测数据；()k f x 为理论计算值；k 为离散点之顺序；m 为采样点数；x 为理论模型参量。

如果给定初值()0x ，修正量为x ∆，修正后的参量为()1x ，则有
()()10
x x x =+∆参量修正后使目标函数ϕ为最小值，即
()()()211min m k k k x E f x ϕ=⎡⎤=-=⎣⎦∑（2-1-130）
此时拟合程度最佳。

这就是最小二乘法意义下的最优化方法，即最小二乘法。

如何求取修正参量x ∆很重要，求取方法有多种，但不管那种算法都是通过不同途径修正x ∆大小和方向，以达到拟合最佳的目的。

二维单支电测深曲线和二维视电阻率拟断面反演均可采用上述最小二乘法来进行。

二维单支电测深曲线反演是以两条曲线（正演和实测）的拟合差来判定拟合程度。

其修正的参数为大地电阻率，即根据二维复杂地电断面的特性，利用网络剖分，在地下网格不同的子域单元内设置相应的电阻率，通过不断修正各子域的电阻率值来进行反演。

二维视电阻率断面反演修正的参数与二维单支曲线反演一样，都是修正地下网格各子域的电阻率。

但其是以整个实测视电阻率拟断面数据与用二维地电模型正演出来的理论值的拟合差作为评定拟合程度的标准。

二、二维断面反演的阻尼最小二乘法
二维视电阻率断面反演是利用网格剖分，在不同的网格单元内设置不同的电阻率，通过反演模型的求解过程，不断修改各单元的电阻率，最后由其分布可确定地电断面的几何特性与物理特性，进而指明所测地电断面的地质构造特征。

图2-1-74二维断面反演剖分示意图
设在被研究的地电断面Ω域上，待求的地电模型参数为M 个（即M 个待求的地电阻率12,,,M ρρρ ）。

通常，我们是将Ω域按一定法则剖分，例如可按照图2-1-74进行剖分，每个网格单元对应一个电阻率。

这些单元中的模型参量，可用向量()12,,,M ρρρ= ρ表示。

实测视电阻率拟断面上，取N 个视电阻率采样值（即1,2,,i
i N ρ= 实测
，）。

二维拟断
面反演是不断修改地电模型的电阻率参数，使理论模型拟断面向实测拟断面逼近。

在理论计算值()1,2,,i
i N ρ= 理论
向实测视电阻率i ρ实测逼近过程中，通过不断改变电阻率值ρ，使
理论计算的ρ理论
与实测视电阻率ρ实测之间的误差尽可能小（一般＜5％），以此作为衡量实
测视电阻率ρ实测和理论计算ρ理论
间拟合程度。

通常采用对数型拟合方差F 作为拟合视电
阻率的目标函数（注意，以下的对数运算均系对电阻率的数值{}m i ρΩ∙进行），但简化记为
2
1ln ln N
i i i F ρρ=⎡⎤=-⎣⎦
∑实测理论
（2-1-131）
上式中i ρ理论是根据初始模型参数（电阻率初值）正演计算的结果，它是地电断面参数ρ和电极距的函数，即=i
i ρρ理论
实测（i d ，ρ ）（i d 为与电极距有关的量）。

目标函数F 反映了
实测拟断面数据与理论拟断面数据间的拟合程度，目标函数是模型参数的函数。

二维视电阻率拟断面反演的目的就是要找到一组模型参数()12,,,M ρρρ= ρ使目标函数取得最小值，即
2
1ln ln min N
i i i F ρρ=⎡⎤=-=⎣⎦
∑实测理论
（2-1-132）
由于理论计算的()i d ρ
理论
，
ρ 是模型函数ρ的非线性函数，故式（2-1-132）被称为非线性最小二乘问题，求取模型参数ρ拟合过程相当于数学上求多元函数极小值问题。

对于非线性函数F 直接求出ρ是很困难的，为此需要对非线性函数进行线性化近似处理。

对假
定的地电断面，给出一组模型参数初值()
0000
12,,,M
ρρρ= ρ，将()ln i d ρ理论
，
ρ 在初值0ρ附近做泰勒级数展开，将二阶及二阶以上的偏导数项略去，展开式的结果如下：
()()()()00
1ln ln ln +M
i i i j j j j d d d ρρρ
ρρρρ=⎡⎤∂⎢⎥≈∙-∂⎢⎥⎣⎦
∑理论理论
理论
，，
，
ρ ρ ρ （2-1-133）
令
()
()0
ln 1,2,,;1,2,,i ij j
d a i N j M ρρ∂=
==∂ 理论，ρρ （2-1-134）
()
01,2,,j j j
j M ρρρ∆=-= （2-1-135）
则式（2-1-133）可写为
()()0
1
ln ln M
i i ij j
j d d a ρ
ρρ=≈+∆∑理论
理论
，
，ρ ρ
（2-1-136）
将式（2-1-136）代入式（2-1-131），可得到目标函数F 的近似表达式：
()2
011ln ln N M
i i i ij j i j F d a ρρρ==⎡⎤
≈--∆⎢⎥
⎣⎦
∑∑实测理论，ρ （2-1-137）
将式（2-1-137）右端记为F ,则非线性最小二乘问题（2-1-132）即可转换为线性最小二乘问题：
()2
11ln ln min
N
M
i i i ij j i j F d a ρρρ==⎡⎤≈--∆=⎢⎥⎣⎦
∑∑实测理论，ρ （2-1-138）
根据极值存在的必要条件，使F 达到最小的()1,2,,j j M ρ∆= ，应满足下列方程组：
()()0
112ln ln 0N M
i i i ij j ik i j k F d a a ρρρρ==⎡⎤∂=--∆-=⎢⎥∂∆⎣⎦
∑∑实测理论，ρ （2-1-139）
()
1,2,,k M = 整理后得：
()0
11
1
ln ln N M
N
ij ik
i i i i ik i j i a a
d a ρρρ===⎡⎤∆=-⎣⎦∑∑∑实测理论，ρ （2-1-140）
()
1,2,,k M = 将上式写成矩阵形式：
T T G
ρ∆=∆A A A （2-1-141）
式（2-1-141）即为目标函数（式2-1-138）的法方程。

其中N M ⨯矩阵A 称为雅克比矩阵，其元素由式（2-1-134）来确定；G ∆为列向量，其元素为
()
()
0ln ln 1,2,,i i i i g d i N ρρ∆=-= 实测理论，ρ （2-1-142）
求解法方程式（2-1-141），可得出模型参数的修正量∆ρ，取1
ρρρ=+∆作为新的模型近似值，若
()()
10F F ＜ρρ且
()1F ε
＜ρ（ε为给定精度）
（2-1-143）
则1
ρ作为二维地电断面的反演解释结果。

若达不到精度，则以1
ρ取代0
ρ重复以上过程，直至求出符合精度要求的模型参数为止。

以上求解过程的特点是将非线性最小二乘问题[式（2-1-132）]转化为求解一系列最小二乘问题[式（2-1-138）]，虽然每一步求得的∆ρ只是=min F 的极小元，还不能使()
1
+F ∆ρρ
达到极小，但只要模型参数初值0
ρ选取得当，这种逐步线性化的过程是收敛的。

法方程组的系数矩阵T
A A ，一般病态十分严重，甚至奇异。

为保证反演过程收敛，增强法方程线的数值稳定性，可采用改进的阻尼最小二乘法（又名马奎特法）
()T
T +G
λ∆∆S ρ=A
A A （2-1-144）
上式中λ为阻尼因子；
S 为对角矩阵，其形式如下：
2122
211
=1M m m
ρρρ⨯⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎣
⎦S
总结以上阻尼最小二乘法的反演思路我们可将其归纳为以下四个主要步骤：
（1）给出初值；
（2）计算理论拟断面（用2.5维数值模拟方法作正演计算）；（3）解法方程：()
T
T
+G λ∆∆S ρ=A A A ；
（4）让10
=+∆ρρρ作为新模型参数，重新迭代反演。

可以看出，阻尼最小二乘法的主要计算工作量是解法方程，而要解法方程组，关键在于求出系数矩阵A（雅克比矩阵），A中元素用式（2-1-134）来计算。

可见雅克比矩阵的计算是反演成像计算中很重要的一步。

计算雅克比矩阵的方法有很多种，这里我们不再进行讨论。

（三）高密度电阻率法的应用
1.野外工作技术
（1）测网布置
地球物理工作的测区一般是由地质任务确定的。

对主要应用于工程及环境地质调查中的高密度电法而言,按工程地质任务所给出的测区往往是非常有限的，我们只能在需要解决工程问题的有限范围内布设测线、测网，可供选择的余地往往很少，这是一般工程物探经常遇到的情况。

测网布设除了建立测区的坐标系统外，还包含了技术人员试图以多大的网度和怎样的工作模式去解决所给出的工程地质问题，在这里，经验和技巧非常重要。

特殊情况下，高密度电阻率法可布设不规则的测线和测网，尽可能在有限的测区内获得更多的测量数据。

（2）装置选择
通常使用的装置还如上述四种类型（温纳，偶极—偶极、三极和斯伦贝谢装置）。

不同的测量系统基本上以这几种装置为主，但也各有特点。

有的高密度电阻率仪提供了十多种装置以供选择。

不同装置可联合使用，也可根据需要单独使用。

在高密度电阻率法中，合理地选择工作装置或其组合装置，可以提高采集数据对目标体的敏感度，放大异常，从而提高分辨率。

选择一个合适的工作装置应考虑以下方面因素：探测目标的特性、探测深度、有效探测范围、信号强度、装置对地下电阻率水平或垂向变化分辨能力、场地噪声本底水平以及仪器灵敏度等。

（3）最小电极距和排列长度的选择
最小电极距和排列长度的选择取决于地质对象的大小和埋藏深度。

要保证有足够的横向分辨率，探测目标体横向上至少要有2～3根电极通过。

同时，由于高密度电阻率法实际上是一种二维测深—剖面方法，所以在保证最大极距能够探测到主要地质对象的前提下，还要考虑围岩背景也能在二维断面图中得到充分的反映。

如对小而深的探测目标体，要求较小的电极间距和较多的电极数。

对于长剖面，可以通过电极的移动来获得连续的断面数据。

图？是斯伦贝谢装置通过两次移动来获得18a剖面长度的例子。

一般地，在剖面对接时要重叠三个点，重叠点的数据取两次测量的平均值。

图温纳-斯伦贝谢装置移动测量示意图
2.高密度电阻率法在工程与环境地质中的应用
近年来,高密度电阻率法在场地勘察、公路及铁路隧道选线、坝基及桥墩选址、采空区。