高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用（精选6篇）

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇1

高密度电阻率法存岩溶塌陷地质灾害勘察中的应用

灰岩分布区岩溶发育易引发地面塌陷地质灾害,是路、桥、建筑物等工程设施的主要隐患.高密度电法是近些年引入的`物探方法,广泛应用于灾害地质勘察中.在灰岩分布区应用高密度电法勘察第四系土洞、灰岩岩溶、断裂发育等,能取得较好的地质效果.

作 者：张旭升 朱爽 作者单位：辽宁水文地质工程地质勘察院刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(14)分类号：P694关键词：地质灾害 灰岩 高密度电法 土洞 岩溶

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇2

所谓高密度相关电阻率法 (multi-electrode resistivity method) 指的是土地相关电阻率理论的一个延展内容, 对于高密度相关电阻率法而言, 其主要是建立在不同岩土本身电性之间的差异性基础上, 在人工建造地下的电流场, 在不同的位置通过采集地下的电阻率具体数字, 对地质问题进行相关的研究。下图1中主要介绍的是高密度相关电阻率法在测试过程中的电场实际分布。

在图1中, A和B作为主要的供电电极, 而M和N则作为测量用电极。当图中A和B进行供电的过程中, 将A与B之间的电流 (表示:I) 以及M与N之间存在的电位差 (表示:ΔV) 进行测量, 其中, M与N两点实际电位计算公式如下:

undefined (1)

undefined (2)

在上述的式子中, ρ所表示的是实际电阻率大小, 单位为Ω·m;而I是电流值大小, 单位为A;而MA以及MB、BN、NA代表的是对应两点之间的实际距离长度, 单位为m。所以, 我们可以得出NM两点之间的实际电位差值为:

undefined (3)

推导相应的土电阻率计算公式为:

undefined (4)

在上述的式子中, undefined

通过上面的式子 (4) 可以将M与N之间的电位差进行计算, 同时计算出A和B之间的电流大小。通过对每一个点之间的距离进行计算, 我们可以求取相应的土的实际电阻率大小。

高密度相关电阻率法在测试过程中主要包括了数据方面的采集以及相关数据的处理这两个部分。在进行现场测量的过程中, 必须根据测量线的实际长度对电极之间的距离进行确定, 一般情况下为1～5 m长度范围内;其次, 再将数据采集电缆与电极相互连接, 并且将数据采集对应的电缆仔细地连接到通过单片机进行控制的多路电极开关 (程控式) 上, 操作过程中可以适当地根据实际需要进行测点以及电极装置实际形式的转换。将测量信号实时地储存在相应的数据采集仪主机上, 当测量工程完毕后, 才将数据通过导入存放到电脑中, 这样就可以使用软件对存储的数据进行相关处理。

数据采集仪常用的工作模式有Winner、Schlum-berger、Winner-Schlumberger、Dipole-Dipole、pole-pole等。Seaton等 (2002) 的研究指出不同的工作模式会间接影响到探测精度、敏感性等。本文选择了精度较高、敏感性较好的Winner、Winner-Schlum-berger工作模式来进行贵州玄武岩边坡的探测。Winner模式的电极排列规律是 ( 对于60道) :A, M, N, B (其中A, B是供电电极, M和N都是测量用的电极, 而a是电极之间的距离, AM与MN相等, MB与NB相等, 随着两者之间所间隔的系数n从最大值逐渐减小到最小值, 4个电极之间的间距也均匀收拢, 装置系数可简化为K=2 Pna。该装置适用于固定断面扫描测量, 其特点是测量断面为倒梯形, 电极排列方式如图2所示。

Winner与Winner-Schlumberger均为分层测深, 依据隔离系数设置的不同, 测深也不同。

2 工程实例

2.1 工程地质概况

本文主要就贵州省某试验高速路段边坡进行相关的探测试验进行分析。其工作区域主要地址在云贵高原地区, 具有海拔较高 (平均1 720～1 890 m) 的特点, 其中相对高差相约270 m, 区域内植被发育情况较好。年平均气温为13.4 ℃, 最高温度高达38.4 ℃, 最低气温可以低至零下10 ℃。每年的降水量平均值为843.1 mm, 主要灾害类型为冰雹、干旱等。

2.2 实际运用分析

在进行现场施工的过程中, 在边坡均匀地进行4条测线布置, 实际布置如下图3中所示。而采集仪器安置在1号测线、3号测线以及4号测线的左边, 在2号测线的下方。

每一个测线区域相关器材、检测数据表如下表1中所示:

2.2.1 相关的探测结果解释原则

1) 物性差异不同的岩土体本身的电阻率也存在一定的差异性 (基本原则) ;

2) 含水率以及地表的粘土比较高的土体, 本身的电阻值比较低;

3) 强度较大、完整性相对较好的岩体, 其本身的电阻率也高, 当岩体出现了裂隙发育以及破碎发育时, 其电阻率值最高;

4) 当目标岩体中存在有规模较大的裂缝或者是空洞时, 将出现较为突出的高阻值区域;

5) 充填溶洞或者是粘土充填溶洞, 是低阻率值出现的异常区域。

2.2.2 1号测线

从整体上看 (图4) , 位于右边的电阻率明显比左侧的高, 在沿着测线方向80～125 m左右, 发现有低电阻, 其主要的原因可能是因为密度过大或者是含水率较高造成的。在右边部分, 电阻率数值相对比较平均, 这就证明了在右边部分的土质相对比较均匀一些, 但是, 在测线相垂直的方向存在有电阻率 (竖向) 变大的情况。

2.2.3 2号测线

从整体上看 (图5) , 沿着坡面的方向, 可以看出在阶梯处的电阻率出现了较小的规律性变化, 大雨时20 Ω·m～50 Ω·m的范围内, 其原因可能是因为该处地势比较平坦, 大雨之后的雨水不容易流失, 可以长时间地储存在土层中, 使得该部分土层的含水率稳定在一个较大值, 而在阶梯处向下约10 m左右的范围内, 电阻率都比较小。在整个测量的过程中, 因为坡顶已经进行了混凝土覆盖施工, 所以有2个电极无法有效的钉入到土层中, 使得在此处的电阻率数值比较大。

2.2.4 3号测线

从整体上看 (图6) , 其电阻率数值普遍比较低下, 在右半部分大部分的电阻率保持在10 Ω·m～60 Ω·m之间, 证明该区域本身的风化程度比较大, 残积土内部的含水率比较高, 导致其电阻率过低。而在右边部分大约3 m左右深度的土质相对比较平均, 因为该处离地面距离较近, 水分易蒸发, 土层深部的电阻率相对比较高。而沿着测线23 m左右, 下半部分出现了比较突出的电阻率高数值区域, 在进行现场测试过程中, 发现该地区内部有大量的碎石, 受到风化的影响较小, 这可能是导致其电阻过高的根本原因。

2.2.5 4号测线

从整体上看 (图7) , 该位置位于坡脚位置, 在进行测量时, 对附近土层开挖情况看来, 本身的风化程度相对较低, 所以电阻率呈现出较高的情况, 在地面向下大约5m左右出现了一层电阻率极低的地带, 由此向下, 电阻率递增。而高阻率较高的区域, 据推测可能是基岩区域。

综上所述, 在进行与测线垂直方向的测量中, 并没有明显突出的成层特性出现, 在顺沿着测线的方向, 呈现出了局部地区阻值较高的区域分布情况, 并没有发现地下的裂缝。根据相关的玄武岩以及粘土电阻率参考值对相关情况进行分析, 有关的参考值如下表2:

3 结语

高密度电阻率所测为视电阻率, 受到多种因素的影响, 电阻率数值存在重叠区域, 差别很大的土或岩石其电阻率值可能一样, 因此不能像常规的岩土参数一样给出明确的解释。在运用电阻率法研究岩土的性质时, 需联合其他测试手段进行分析。

摘要：对于岩土而言, 其电阻率会受到含水率、孔隙率以及干密度等带来的影响。文章主要根据贵州某高速公路边坡施工, 以及对岩土本身电阻率存在的差异性进行残积土分布的实际厚度和在不同位置所受到的分化程度进行区分, 对其使用高密度的电阻率法进行相关的勘察, 并得出相关的试验结果分析。

关键词：残积土,玄武岩,高密度,地质勘测,电阻率勘察法

参考文献

[1]周世恩.高密度电阻率法在找水中的运用探讨—以独山县城关镇五里上院勘探点为例[G]∥贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集.2010.

[2]马其华.高密度电阻率法在煤矿界外巨空水探测上的应用[G]∥全国地下工程超前地质预报与灾害治理学术及技术研讨会论文集.2009.

[3]李庆华, 黄永泽, 刘虎队.向黄隧道复杂工程地质问题分析及防治措施[G]∥2011重庆岩土力学与工程学术会议论文集.2011.

[4]马树平.工程物探在石家山隧道地质勘察中的应用[G]∥2009年全国公路隧道学术会议论文集.2009.

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇3

关键词：高密度电阻率法；铁路；隧道勘察

1、引言：不良地质体，比如断层、裂隙、岩溶等常常成为我国隧道建设当中遇到的最主要也是最难以解决的问题。对于这些施工存在的安全隐患，应采取准确、有效的探测手段，查明这些不良地质情况。由于地形、地表条件的特殊性，常规地质勘查方法施工比较困难，因此采用适宜的地球物理勘查方法势在必行。高密度电阻法是基于常规电阻率法理论基础发展出的一种阵列勘探方法。具有成本低、效率高、信息丰富、解释方便等特点，目前应用于资源、工程等勘查领域。

2、数值试验

2.1溶洞模型

本次设计为矩形充水溶洞模型，中心埋深为5米，中心水平位置为28.5m，水平方向宽5米，垂直方向长6米。

基本参数如下：采用温纳α装置，无地形数据，每排列含60个电极，电极距为1.0 m，网格中每电极距含2个节点，网格被分为19层，19层电阻率数据，围岩电阻率为1000Ω·m，充水溶洞电阻率均为30Ω·m。

如图21所示，是通过温纳装置正演出的地电断面图，我们可以看出中间有个明显的低阻体电阻率为644Ω·m左右为，周围成不规则的低阻分布，在图的两端呈高阻异常电阻率为950Ω·m左右，我们再将该数据在RES2DINV软件中进行最小二乘反演，分析反演结果。

从反演结果可以看出，迭代次数越多，误差越小，在20次迭代结果中可以看出图中间有明显的低阻体，电阻率在30.8Ω·m左右，周围为922Ω·m左右的高阻围岩，可确定中间的低阻体为充水溶洞，且电阻率值与模型的电阻率值相近。

2.2断层模型

本次模型为大倾角断层。

基本参数如下：采用温纳装置，无地形数据，每排列含60个电极，电极距为1.0 m，网格中每电极距含2个节点，网格被分为19层，19层电阻率数据，第一层岩层电阻率为300Ω·m，第二层岩层电阻率为1000Ω·m。

如图26所示，是通过温纳装置正演出的地电断面图，我们可以看出中间有个明显的低阻体电阻率为296Ω·m左右為，周围成不规则的低阻分布，在图的两端呈高阻异常电阻率为714Ω·m左右，我们再将该数据在RES2DINV软件中进行最小二乘反演，分析反演结果。

本次最小二乘反演总共进行了20次迭代运算，迭代次数越多，误差越小，相比较5次以上次数的迭代结果变化不大且与模型更为相近，最后我们对20次迭代反演结果进行推断解释，图形左侧为高阻异常电阻率为1038Ω·m左右，右侧为低阻异常，电阻率约为239Ω·m左右，推断断层在高阻异常和低阻异常交界处。

3、应用实例

潘田村测线长度为600m，电极数为60个，由于实际地形因素，无法铺设1200m测线。

通过原始数据的分析以及结合相关地质资料推断在350点附近可能存在一个断层。

和原始数据相比，最后推断该低阻体可能是一个断层，位置大概在350号点附近，东西走向，倾向为南，倾角大概为45°。

结论：本文通过数值模拟试验并结合工程实例介绍了高密度电阻率法的应用效果，最后得出以下几点结论：1、高密度电阻率法在隧道勘察中应用达到了预期效果，结合区域地质概况和地质调查确定两处断层位置，希望施工方在施工时注意断层，确保工程安全。2、高密度电阻率法具有工作效率高、成本低廉、采集信息丰富、分辨率高、受地形影响相对较小、抗干扰能力强等特点。3、由于高密度电阻率法自身还有缺陷，局部具有多解性，实际工作中应采用多种勘察手段相结合的方法。

参考文献

[1] 董浩斌，王传雷. 高密度电法的发展与应用[J]. 地学前缘. 2003（01）： 171-176.

[2] 严加永，孟贵祥，吕庆田，等. 高密度电法的进展与展望[J]. 物探与化探. 2012（04）： 576-584.

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇4

高密度电阻率法在红层区地下水勘查中的应用

红层区地下水资源贫乏,地表水资源分布不均及近年污染日趋严重,缺水问题十分突出,严重制约了本地区的经济发展,如何针对红层区水文地质特点,合理选择物探技术方法寻找地下水,是水文地质工作面临的十分重要的任务.本文着重介绍高密度电阻率法在红层区地下水勘查中的.应用,结合各装置实例进行比较分析,结果证明了高密度电法应用在红层区地下水勘查中具有较好的实际效果和应用前景.

作 者：任妹娟 曹福祥 REN Mei-juan CAO Fu-xiang 作者单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,保定,071051刊 名：中国西部科技英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WEST CHINA年，卷(期)：200908(5)分类号：P64关键词：高密度电法 红层区 地下水勘查

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇5

近几年, 随着我国经济的快速发展, 以高、大、重为特征的高层建筑不断涌现, 高层建筑基础在灰岩区域往往遇到溶蚀带、溶洞、土洞等不良地质现象。这些不良地质情况的出现随机性很大, 仅用钻探难以达到理想效果, 必须借助于工程物探手段。高密度电法在工程物探领域的各个方面都得到广泛的应用, 它是以地下岩土介质的导电性差异为物质基础, 通过观测和研究人工建立的地下稳定电流场的分布规律反演地质结构[1]。岩溶地区水系发达, 电性差异明显, 使用高密度电法来进行复杂岩溶地区地基探测, 不仅省时省力, 而且采集数据量大、分辨率高、显示直观。

2 场地地质及地球物理条件

场地位于盱眙构造带的主干断裂区域内, 无活动性断裂穿过。断裂最晚活动时代均为第三纪, 其中渔沟—桂五断裂晚第三纪活动迹象最明显, 该断裂分割西侧老子山—佛窝断褶隆起带和十里营—古城断陷带, 呈北5~20°东走向, 被北西向断裂切割成不连续的数段, 其西侧为震旦系上统, 以东为第四系, 为挤压逆冲断层。场地内基岩埋深浅, 主要为灰岩, 局部白云岩, 呈薄层~中厚层状, 灰岩中小型岩溶中等发育。岩溶发育的形式有3种: (1) 沿竖直裂隙溶蚀为主 (见图1a) ; (2) 沿层面溶蚀 (图1b) ; (3) 沿岩体表面溶蚀, 形成溶沟、溶槽 (见图1c) 。岩体有时以灰岩和白云岩为主, 有时灰岩夹页岩, 灰岩和白云岩强度较高, 属较硬岩, 页岩属软岩, 二者抗风化能力相差很大, 差异风化现象明显, 岩体呈犬牙交错状、凹凸不平状 (见图1d) 。

根据以往近场地的工作经验和钻孔新鲜岩芯样测定, 粉质黏土的视电阻率为10~20Ω·m, 碎石土的视电阻率为20~90Ω·m;中风化灰岩视电阻率50~260Ω·m, 溶洞填充物为黏土混碎石, 视电阻率为20~70Ω·m, 裂隙发育带富水, 主体视电阻率为30~70Ω·m, 不良地质体 (溶洞、溶沟、溶槽及裂隙发育区视电阻率远低于中风化完整基岩。

3 高密度电阻率法

高密度电阻率法的理论基础是静电场理论, 是以被探测目标体和周围介质存在明显的电阻率差异为物理前提的, 它是一种阵列勘探方法, 是四级测深与电剖面法的结合[2]。通过电极向地下供电形成人工电场, 对地表不同部位的人工电场的测量, 从而了解地下介质的视电阻率分布, 根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构[3]。这种方法对围岩的含水情况特别敏感, 若围岩破碎含水, 其视电阻率明显降低, 完整坚硬的岩石的视电阻率明显高于断层带或者破碎带和富水带围岩的视电阻率。这种方法原理清晰, 图像直观, 是一种分辨率较高的物探方法。近年来随着计算机数据采集技术的改进, 使勘探效率大大提高, 增大了剖面的覆盖面积和探测深度, 在强干扰的环境下也能取得可靠数据, 大大地提高了信噪比, 可准确地探测地质体。

高密度电法属于直流电阻率法, 测量结果为二维视电阻率断面。其工作图框见图2。

4 野外工作方法

高密度电法测线沿结构线进行布置 (见图3) 。数据采集采用仪器为中装集团重庆地质仪器厂生产的DUK-2A型高密度电法测量系统, 相邻两个排列重叠30个电极以克服剖面之间探测盲区的存在。考虑到该区域地质情况及地表条件影响, 相比较温纳剖面抗干扰能力更强, 电极距1m, 60根电极, 观测16层, 最大勘探深度达24m, 满足勘察地基需要。

5 成果解释及钻孔验证

高密度电法野外采集的数据先进行处理, 然后再带入地形进行二维电阻率反演。数据处理主要是通过坏道剔除, 把分段采集的剖面拼接成长剖面, 加上高程文件, 形成反演数据[5]。本次反演使用的瑞典ABEM公司的res2dinv软件, 设置一定参数来适应岩溶地区条件。参考该地区的地球物理条件, 一些主要的参数设置如下:阻尼系数0.2, 垂直/水平滤波比设置为0.5, 使用不完全高斯-牛顿优化法, 地形模型设置为扭曲有限元网格化的SC变换地形模型, 并使用Robust约束最小二乘技术反演[6]。反演结束后, 选择合适的迭代结果在surfer下作视电阻率等值线图, 然后视电阻率值变化情况对该场地的物性参数分析, 从而绘制地质解释图[7]。

图4为G1测线高密度电法视电阻率等值线图和物性地质解释图。从视电阻率等值线图分析, 下伏基岩视电阻率以低阻团块状、条带状为主, 表层有一处呈漏斗状发育。根据视电阻率的数值和形态可以对G1测线作如下解释:

1) 表层覆盖层视电阻率20~90Ω·m。其中黏土的视电阻率为10~20Ω·m, 碎石土的视电阻率为20~90Ω·m。覆盖层不连续分布, 部分地段基岩出露。

2) 测线0~60m处基岩表层有一处漏斗状低阻, 经J20钻孔验证表层为串珠状溶洞;测线60~110m基岩多见闭合状、团块状低阻异常, 后增加J44和J63钻孔验证, 相应处均发现溶洞, 但规模不大, 充填物为粉质黏土;测线110~160m下部也有很多团块状、闭合状低阻, 经钻孔验证却未发现溶洞, 推测该段基岩裂隙发育, 岩体破碎。

6 结论

通过高密度电法对盱眙雨润中央购物广场地基探测, 可以详细的划分地基的地层结构和岩溶发育情况, 为基础的设计施工提供可靠的依据。在复杂岩溶地区探测时, 应依靠钻孔资料来丰富物探解译, 闭合状、团块状的低阻异常应区分是由于岩溶发育的低阻还是岩体本身裂隙发育而成的低阻。

面对复杂岩溶地区地基探测, 高密度电法具有成本低、效率高、效果好、显示直观等特点, 是一种值得推广的方法。但是, 由于高密度电法本身局限性和岩溶复杂特征, 只能划分岩溶发育范围和程度, 不能确切的划分溶洞等不良地质体的规模特征, 这也是物探存在多解性的主要原因[8]。通过增加验证钻孔来修正物探解译资料, 能提高解释的精度。

摘要：高密度电法对地下电性结构具有高分辨率, 是一种研究浅层地质结构的很好的手段。将高密度电法用于盱眙雨润中央购物广场岩土工程勘察中, 结合钻孔资料基本查明地基的地层结构和岩溶发育情况, 为工程设计和施工提供了物探依据。

关键词：高密度电法,盱眙雨润中央购物广场,岩溶勘察,物性特征

参考文献

[1]董浩武, 王传雷.高密度电法的发展与应用[J].地学前缘, 2003, 10 (10) :171-176.

[2]邓居智, 刘庆成, 莫撼.高密度电阻率法在水坝隐患探测中的应用[J].工程勘察, 2002 (6) :63-65.

[3]寇绳武, 李克祥.高密度电阻率法探测洞穴、采空区的效果分析[J].工程勘察, 1994 (6) :61-65.

[4]王亮, 曹云勇, 杜华光.电阻率测深法在煤洞勘探中的应用效果[J].勘探科学技术, 1999 (5) :61-64.

[5]利奕年, 罗延坤.高密度电法视电阻率数据预处理算法[J].物探化探计算技术, 2006, 28 (4) :328-331.

[6]MHLoke.2-Dand3-Delectricalimagingsurvey[C].copying (1996~2004) , 2004.

[7]江玉乐, 张楠, 周清强, 等.高密度电法在岩溶路基勘察中的应用[J].物探化探计算技术, 2007, 29 (6) :506-510.

高密度电阻率法在高速公路岩溶路基勘察中的应用 篇6

通过填埋的方式处理垃圾, 在有效缓解与日俱增的垃圾的同时, 也给周围的环境带来了较大破坏。这其中, 最主要的便是填埋场的渗漏污染问题。目前, 许多新建的填埋场大多采用人工单层防渗系统, 难以有效解决垃圾填埋场的渗漏问题。而要解决垃圾填埋渗漏问题, 除了新建填埋场中应用新的防渗技术之外, 还需要我们对已建填埋场渗漏的点位及其对周围环境的污染现状进行查明和掌握, 以此作为垃圾填埋场污染评估和防治的依据, 这也是当前物探工作的研究热点之一。目前, 工作中常用到的测漏污染检测方法有:浅层地震检测法、高密度电阻率法、地质雷达探测法、瞬变电磁法等等。其中, 高密度电阻率法应用较为广泛。

1 垃圾填埋场渗漏污染特点

城市垃圾在填埋之后, 降水以及垃圾本身所含的水量较为丰富等因素, 使得水容易与垃圾产生淋滤作用, 使得垃圾中的污染物溶解或悬浮于渗滤液中, 从而造成了二次污染。具体来说, 垃圾填埋场的渗漏污染主要呈现出以下特点:一是从渗漏液的污染物含量来看, 有机污染物的浓度和重金属含量较高, 成分也较为复杂, 氨氮含量会随着填埋时间的推移而增加;二是从渗滤液污染物的流向来看, 填埋场中渗漏点处的污染比其他地方严重, 而且会随着时间的推移不断向周围扩张, 渗漏通道往往是与渗漏点的围岩裂隙破碎、节理密级带相连通, 最终流向了垃圾填埋场的周围的地势低洼处或下游;三是从污染物的渗漏扩散速度来看, 其与水力的梯度、渗透的系数以及水动力弥散的系数息息相关, 由此可见, 在多雨季节, 垃圾填埋场的渗漏污染更为严重。

2 高密度电阻率法

高密度电阻率法 (multi-electrode resistivity method) 是集电剖面法与电测探的观测特点为一体的地学层析成像技术, 它兼具剖面法与电测探法的效果, 并具有点距小、数据采集密度大、能直接反映基岩起伏状态等优点[2]。被广泛应用于采空区、断裂构造以及岩溶、垃圾填埋场渗漏的调查和研究中。这种方法的工作原理是以岩土 (体) 的电性差异为基础的一种电探方法, 根据在施加电场作用下地层传导电流的分布规律, 推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况, 见图1。地下介质视电阻率通过下式进行计算[3]:

式中:ρ———岩土层视电阻率, Ωm;

ΔV———电位差, V;

I———供电电流, A;

K———装置系数 (与电极间距有关) 。

3 高密度电阻率法应用于垃圾填埋场渗漏检测的技术要求及意义

3.1 前提条件

地下含水层、含水裂隙带以及岩溶破碎带会与围岩隔水层之间存在着较为明显的电性差异, 这为电阻率法探测地下含水部位提供了必要的物质条件。被污染的地下水由于大量污染物的介入, 会使电性特征产生改变, 那些含有无机污染物的水中多以带电离子形式存在, 增加了水体的导电性。实验表明, 没有受到污染的水体的电阻率一般为20~100Ωm, 但含有无机污染物的水体中的电阻率一般是<10Ωm, 含有有机污染物的水体中又多以大分子化合物的形式溶解于水体中, 地下水的导电性会大大减小, 通常有机污染的水体电阻率将增加为10~100Ωm[4]。由这些特征可以得出:含水地层或构造破碎带往往会与围岩间有着较为明显的电性差异, 而污染水体与无污染水体之间也存在着较为明显的导电性差异, 通过这一原理, 可以为高密度电阻率法查明垃圾污染渗漏通道的具体点位、水流特征以及污染晕的分布规律都提供了用武之地。

3.2 技术要求

高密度电阻率法在垃圾填埋场渗漏破损探测中, 是一种勘探信息量较为丰富、分辨率较高的地球物理勘探法。首先是将不同电势施加到土工膜 (泥土或水) 上面及其下面。覆盖土工膜的泥土或水的电势场相对均匀。土工膜作为一种很好的绝缘体, 在存在孔洞时电场导通, 通过移动测量仪探测导通位置, 精确定位产生渗漏孔洞的点。其次是要保证电极良好地接地性, 在数据采集前要做到保证每个电极的接地电阻<10Ωm;再次, 是在野外测试的时候, 要全面的填写野外班报, 保证后期质量的监控以及数据的处理;第四是要对采集全程及时掌握监控, 发现异常要及时处理, 保证采集的数据真实可靠。

3.3 施工要求

高密度电阻率法应用到垃圾填埋场渗漏检测中, 在现场数据采集时需要做到:一是考虑地形的影响。垃圾填埋场一般选择在一些地势低洼或者较为便宜的山沟直接进行填埋, 这时在勘探测量时要注意地形变化, 做好安全预案;二是考虑探测体埋深过大问题。根据电法的相关理论, 当探测体的规模与埋深达到一定比例之后才能被探测到, 例如当规模较小、埋深较大时一般不容易被仪器接收, 理论的探测径深比为1:6;第三是注意多解性问题。探测体电阻率和埋深之间存在S等值和T等值关系, 要确定好参数, 否则会导致结果误差较大;第四是要注意旁侧影响。实践中, 如果两个相邻的测点, 靠近山体或水边所测得的曲线形态变化较大, 通常情况下, 场地开阔的, 一般选择四极装置, 四极装置可以最大限度地使用测量场地, 反之, 最好使用三极装置 (AMN、MNB) , 三极装置一般要比四极装置节约一半的测量用地[5]。

3.4 节能环保意义

高密度电阻率法可以帮助人们及时的探知垃圾填埋场渗漏点的具体位置, 并且能够准确探明渗漏处的污染物水质特征以及水流特征, 准确确定渗漏通道的具体流向, 这为人们及时准确知晓垃圾填埋场的渗漏状况提供了第一手资料, 为具体的防渗、减渗措施的运用提供了参考依据, 具有积极的现实意义。

4 结语

高密度电阻率法应用到垃圾填埋场渗漏液的检测中, 充分利用了垃圾渗滤液的渗漏污染物物性差异的特点, 为高密度电阻率法的运用提供了基础。虽然与常规电阻率法原理相同, 但高密度电阻率法实现了对采集数据的快速、高效、自动化处理, 因此保证了检测效率和检测质量的提升, 通过实践发现选用偶极和温纳两种装置类型组合测量效果更佳;此外, 通过合理选择布线极距、隔离系系数能够有效提升探测的分辨率;运用梯度带缓陡特点, 掌握垃圾渗漏破碎带的污染程度, 为人们及时掌握渗漏状况, 采取有效应对措施提供了有效途径。

参考文献

[1]蔡博峰, 刘建国, 曾宪委.等.基于排放源的中国城市垃圾填埋场甲烷排放研究[J].气候变化研究进展, 2013, 9 (6) .

[2]邓超文.高密度电法的原理及工程应用[J].韶关学院学报 (自然科学版) , 2007, 28 (6) .

[3]苏永军, 胡清龙, 容娇君.等.高目睹电阻率法技术与研究[J].西部探矿工程, 2007, (10) .

[4]程业勋, 刘海生, 赵章元.城市垃圾污染的地球物理调查[J].工程地球物理学报, 2004, 1 (1) .