高密度电阻率法的应用
1.应用实例一
在大秦铁路军都山隧道开挖过程中,遇到了严重的突泥、突水现象,给施工带来了困难,要求物探迅速探出未开挖部分的地质构造情况。该处地形起伏大,是火山岩地层,断层倾角陡,隧洞最大埋深达600m。曾用反射波和折射波法勘探,效果欠佳,改用高密度电阻率法取得良好效果。在0~1000m地段内探明两处有断层破碎带,经地面探槽等地质调查和隧道开挖证实所定断层位置相当准确。由图3-7可见,在500~600m段,断层处ρs曲线两侧为高阻,中间为低阻,呈“八”字形。在850~910m是断层破碎带,其中900~908m严重突泥突水,在断面图上ρs曲线出现类似陡立地质界面的特征。这是由于该处断层的ρs在浅部较低,而在深部并不低,与基岩相差不大之故[23]。
图3-7 军都山隧道ρs断面图(单位:Ω·m)
2.应用实例二
图3-8~图3-10给出了某地区L0~L3测线经地形改正后的原始异常以及据此得到的反演成果,测线方向为自南向北,横轴坐标单位为m。图3-11给出了综合成果图。从反演成果看,自南向北视电阻率大小呈低高相间分布,低值一般为10Ω·m左右,高值在2000Ω·m左右。整个上剖面共有三个高阻异常区,为方便描述,将这三个高阻异常区分别称为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号高阻异常。其中在水平位置80~160m处,埋深在地表向下约15m的位置见一呈倒V形的高视电阻率异常区(Ⅰ号高阻异常),异常极值达2000Ω·m,而在该高值异常区的南北两侧,反演得到的视电阻率南大北小,南侧为100~300Ω·m,北侧一般小于100Ω·m;水平位置180~260m处,埋深20m的位置同样见有一高阻异常区(Ⅱ号高阻异常区),其展布形态上大下小,整体向北侧倾斜,向南侧有与Ⅰ号高阻体底部相连的趋势,其南北两侧的低阻异常变化不大,表明岩性较均一,局部低值区呈近圆形分布;水平位置300~360m处,地表向下15m位置亦有一高阻异常区(Ⅲ号高阻异常区),该高阻异常向南侧倾斜,与Ⅱ号高阻异常联合起来看,呈“八”字形,底部向北侧延伸有扩大的趋势,其两侧的低阻异常区分布均匀。
图3-8 经地形改正后的L0测线视电阻率异常反演成果图
(图中上图为径地形改正作的视电阻率异常,下图为反演结果,图3-9~图3-10与此类同)
图3-9 经地形改正后的L1测线视电阻率异常反演成果图
结合研究区的区域地质情况以及相关钻孔资料,推断这三处高阻异常区是由花岗岩的侵入引起,而其南北两侧的低阻异常区是凝灰岩的反映;进一步地,从异常变化的梯度看,梯度较大,表明岩性的突然变化,据此,可以推断侵入岩体的边界即为断层带所在位置,这与研究区的断层F105相吻合。
图3-10 经地形改正后的L2+L3测线视电阻率异常反演成果图
图3-11 上剖面综合解释成果图
3.应用实例三
南京金川河的挡墙高密度电法测线布置如图3-12所示,其中1号测线位于挡墙正上方,2号和3号测线平行于1号测线,距离1号测线30cm和60cm。图3-13~图3-15给出了1~3号测线探测结果。从反演图可推断挡墙下底界面埋深为-3.0~-2.5m。经开挖验证,探测深度与实际深度误差在20cm左右。
图3-12 高密度电法测线布置示意图
1,2,…,9—测线编号,0m位于测线左端
图3-13 1号测线原始数据及反演成果
(图中上图为原始视电阻率异常,下图为反演结果,图3-14与图3-15与此类同)
图3-14 2号测线原始数据及反演成果
图3-15 3号测线原始数据及反演成果