高密度电阻率法实验报告

工程物探实验报告实验一：高密度电阻率法勘探班级：姓名：学号：贵州理工学院资源与环境工程学院2016年11月工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院11实验目的了解电阻率法（高密度电阻率法）的方法原理、野外工作布置及装置形式；掌握高密度电阻率法数据的采集、处理和解释，熟练操作高密度电阻率法软件。2高密度电阻率法原理高密度电阻率法属于直流电阻率法的范畴，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法，仍然是以岩土体的电性差异为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律。相对于传统电法而言，高密度电阻率法其特点是信息量大。利用程控电极转换器，由微机控制选择供电电极和测量电极，实现了高效率的数据采集，可以快速采集到大量原始数据。具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，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。该观测系统包括数据的采集和资料处理两部分，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1m~10m。然后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单片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。测量信号由电极转换开关送入微机工程电测仪，并将测量结果依次存入随机存储器。将数据回放送入微机，便可按给定程序对数据进行处理。高密度电阻率法现场工作时是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，然后用多芯电缆工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院2将它们连接到特制的电极转换装置，电极转换装置将这些电极组合成指定的电极装置和电极距，进而用自动电测仪，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。高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大，当隔离系数n逐次增大时电极距也逐次增大，对地下深部介质的反映能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的，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。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上，整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。3实验仪器简介DUK-2A高密度电法测量系统由DZD-6A多功能直流电法仪和多路电极转换器〈Ⅱ〉组成，基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电、测量电极的自动转换，配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像（CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。DZD-6A多功能直流电法仪可单机使用，从而实现常规模式下的电阻率法和激发极化法勘探。在高密度测量模式时可直接显示十四种以上的布线工作模式；在DZD-6A单机模式时可直接显示九种电极排列方式；可实时显示曲线及测量电压，供电电流，视电阻率和视极化率等。具有体积小、功耗低、操作方式灵活、测量参数多、资料解释方便等特点。用于水文、工程、环境的地质勘探及高分辨率电阻率法工程地质勘探，特别是脱机后，在激电模式下行之有效的地下水资源勘探；煤矿采空区、人防工程及喀斯特地区的溶洞等勘探；厂房地基、高速公路、桥梁、铁路、山体滑坡等地质灾害勘探；金属与非金属矿产资源勘探及地热勘探。主机（DZD-6A）多路电极转换器大线电缆铜电极工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院33.1主机（DZD-6A）高密度电法测量系统的主机为DZD-6A多功能直流电法仪及面板如下图。DZD-6A多功能直流电法仪及其面板仪器的所有操作部分均位于前面板上，其功能描述如下：3.1.1显示器，电源开关及输入/输出端口1.液晶显示器（LCD），显示分辨率为128×160像素2.背景光电源开关，按下开启或关闭3.灰度调节旋纽，旋转调节灰度4.供电接线柱：为供电接线输出端口，输出占空比为1：1正负方波电流脉冲信号。A为红色+，B为黑色-；5.测量电位接线柱：为测量电位接线输入端口，接收外来电信号。M为红色，N为黑色；6.高压电缆：用于接外部高压供电电源；红色夹子接在电池箱上“45V或90V”，黑色夹子接“0V”。7.RS—232串行端口；用于输出数据到计算机.8.电源开关，拨动接通或关闭电源工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院43.1.2数字输入和光标控制键9.数字输入键：用于数字输入。小数点是作为数字符号来输入。10.光标控制箭头键：这组键可移动显示屏内光标，右移动光标或选择坐标系，查看曲线各点值(每按一次测点号NP增加1)左移光标，左移动光标或查看曲线向各点值(测点号递减)。上下移动光标。3.1.3给定功能键,在液晶显示屏右方有10个功能键。用于重置或复位，与联合使用可清除内存。a、用于检测电池电压；b、删除文件和测点；c、传输；d、检测自电。仪器开始采集数据查询文件目录、文件数据、文件工作模式.建立新文件或补测文件输入工作参数绘制实测曲线；具体操作详见绘制实测曲线的操作8.4有两种功能，1.清除当前的输入；2.清除内存(操作方法见5.2/21)手动时直接输入极距参数回车/暂停键，用于回车确认，暂停用于高密度电法。电池盒在仪器的左侧有一个电池盒，内装8节1号干电池或相同规格充电电池，用于提供仪器的工作电源，卸开4个螺钉可以更换电池。3.2多路电极转换器〈II〉工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院5多路电极转换器有60道和120道两种，如下图所示位60道的设备前面板：60道多路电极转换器多路电极转换器的所有操作部分均位于前面板上，其功能描述如下：1、电源开关：开启60道多路转换器Ⅱ的电源，显示屏出现主菜单。2、保险丝座：整机电源过流保护。3、欠压指示灯：机内电池电压低于9V时，欠压灯亮，提示使用外接12V直流电源。4、控制插座：用于控制本转换器与DZD-6A多功能直流电法仪。5、供电电缆接线柱：与DZD—6A电测主机的（A，B）供电电缆对应联接。6、测量电缆接线柱：与DZD—6A电测主机的（M，N）输入信号电缆对应联接。7、电极大线电缆插座：60道是两个32芯插座，用于连接两根32芯电缆。3.3通道检测仪通道检测仪是用来检查多路电极转换器内每只继电器的好坏，与多路电极转换器连接方法见4.3。检测分为自动和手动两种，由多路开关控制。检测时依次接A、M、N、B各通道继电器，逐渐A、M、N、B各道对应的发光二极管同时亮，并依次向前移动,如果某个灯不亮或常亮不熄，说明该继电器已损坏。仪器电源使用二节1号电池。工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院64实验步骤4.1测线布置本组试验是先调查场地周围地质构造，岩层出露情况，推测场地主构造为图书馆—女生8号公寓断层，然后布置大致垂直于场地主构造的测线。工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院74.2安置仪器进行操作具体操作分为以下几步：先打DUK-2A60道多路电极转换器上的开关(ON)，再打开主机(DZD-6A)电源开关(ON)，如发现多路转换器显示出现MN对应数据跳动不停时，再分别按主机复位键和多路转换器复位键一次，此现象即可消除。总测量分为三大步，第一步：设置参数；第二步：测量接地电阻；第三步：进行数据采集。DUK-2A操作流程图具体操作分为以下几步：①打开多路电极转换开关(ON)、主机(DZD-6A)电源开关(ON)（无先后顺序）；②设置主机参数；③测量接地电阻；④进行数据采集。主机（DZD-6A）操作4.3数据传输测量结束后，可将采集数据以断面号为标志进行传输，具体的方法如下：1）安装电法数据接收与转换软件安装方法：放光盘到计算机光盘驱动器中，找到工作软件目录下的电法仪器数据传输与转换软件，双击安装文件，按提示安装传输软件，安装后在计算机桌面上出现图标。2）把DZD—6A串行口电缆线与PC机的RS—232口相连；3）开启DZD—6A多功能电法仪，双击计算机桌面上电法数据接收与转换图标；PC屏幕显示：电法测量系统数据接收与转换；单击串口1，可以显示9个串口，根据需要确定所选串口；单击DZD-6A中，显示DDC-6，DJF10，DJS-8，DUK-2，DZD-6；开始接收保存数据清除数据数据转换文件合并串口1DZD-6A工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院84）按辅助，在随后出现的屏幕显示下选择，按3，再输入要传输文件号如数字键1，再按回车，开始传输数据，屏幕显示正在传输数据，传输完成。4.4室内资料整理，（成图分析、编写报告）5实验结果分析本组实验采用同一条测线，同样的极距，分别用温纳剖面法、施伦贝尔测深法进行测量。由于场地的限制，单位电极距采用1m，因此两种方法都测得比较浅。温纳法测得最大深度为7.88m，施贝法最大深度6.75m。由于测得很浅，根据反演结果分析，两种方法都没测到现场调查推测的断层构造。根据反演得到的数据，采用温纳剖面法得到的反演结果的均方根误差为4.9%.采用施伦贝尔测深法得到的均方根误差为50%.显然对于所测区域地层情况的反演，温纳剖面法比施伦贝尔测深法误差更小，所以进行结果分析时，重点根据温纳法所得的反演结果分析，施伦贝尔测深法作为参考。工程物探实验报告贵州理工学院资源与环境工程学院9由温纳法反演结果图分析，在地面以下0~2.5m之间为红、紫红色高电阻率区，场地为沙地足球场，因此地表以下第一层为压密的沙土，这是极为符合实际情况的。仅在地面离测线原点52m~56m，深度0~1.3m范围内出现蓝色4~20Ω·m低电阻率异常区，经分析，该处为沙地足球场围墙边缘，表面为草地，推测其为地下排水管道。接下来在地面以下2.5~3m之间出现绿色中等电阻率区，根据实际地质情况推测这一层为回填土，或者是沙土至回填土的过渡带。接着这一层3~6m之间在整个测线范围内出现蓝色低电阻区，局部出现封闭深蓝色极低电阻率区，根据场地周围地质及水文调查情况，在沙地足球场外围建行至驾校角落处有地下水出露点，推测该层为含水至饱水回填土层，至于封闭深蓝色极低电阻率区应为回填土中的空隙充满水。接着这一层至实验最大深度先出现一层绿色的中等电阻率区，仅在图中左下角，地表离测线原点16~25m之间，深度6~8m范围内出现高电阻率异常区，根据测前场地周围地层岩性，地质构造的调查，我们推测其高电阻异常区为初露相对较浅的基岩，是三叠系杨柳井组（T2yl）白云岩。而绿色中等电阻率区为碳酸盐岩地区特有的、覆盖其上的、由石灰岩,白云岩等碳酸盐类在亚热带温热气候条件下经风化作用而形成的褐红色的粘土，称为红粘土。