高密度电法实习报告(物探)

高密度电法实习报告(物探)
高密度电法实习报告(物探)

高密度电阻率法实习报告

专业:

姓名:

学号:

指导教师:

2014/11/5

一、实验目的

在实际地质勘察的工作中,物探技术是必不可少的,其具有使用方便、快捷、成本小的优点,可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法,是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段,所以我们有必要熟练的掌握高密度电阻率法的试验方法和数据解释。

二、实验原理

高密度电阻率法是结合电剖面和电测深的直流勘探方法,它是在常规电阻率法的基础上发展起来的,仍然以岩土体的电性差异的为基础,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言,具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程,既能反应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纵向的电性变化的情况,具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。

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主次增大时电极距也逐次增大,对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。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。

此次试验高密度电法用到两种装置:

α排列(温纳装置AMNB):Kα=2πa

β排列(偶极装置AMBN):Kβ=6πa

三、实验内容及步骤

测区:兰州大学榆中校区东区教学楼南侧草坪,测区地势平坦,地表植被除傍边有一排行道树外均为矮小杂草,见图1。

图1

测线布置方式:沿正东的方向布置单条侧线,电极间距a=8m,共n=32个电极。装置方式为温纳四极和偶极法依次进行。

步骤:

(1)检查实验仪器;

(2)将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离插入土层中,要求与土层良好接触,将测线固定在钢钎上,使其相互接触;

(3)将测线与仪器连接,进行电阻检测,检查各段测线与钢钎是否良好接触;

(4)根据布设情况,选定参数及试验方法,开始测量;

(5)将所得的视电阻率数据运用反演软件RES2DINV进行数据处理;

(6)根据数据处理得到的地层剖面情况结合所测区域的地质情况,做出合理的

地质解释。

四、实验要求

1、学会高密度电法装置的布设方法以及测线的连接方式;

2、掌握高密度电法温纳四极、偶极法两种装置的数据采集;

3、学会数据的接收及转换;

4、学会电法的数据处理及计算机作图方法;

5、需要掌握的软件有:

a、BTRC2004数据接收与格式转换软件;

b、RES2DINV高密度电法处理软件。

五、实验结果

通过将得到的试验数据,读取到RES2DINV软件中并设置好一定的参数后进行反演,我们得到了图2到图5的反演图。

图2.温纳法反演图

图3.温纳法等值线图

图4.偶极法反演图

图5.偶极法等值线图

根据反演得到的数据,采用温纳法得到的反演结果的均方根误差为37.6%.采用偶极法得到的均方根误差为114%.显然对于所测区域地层情况的反演,温纳法比偶极法误差更小,所以进行结果分析时,重点根据温纳法所得的反演结果,偶极法作为参考。

六、实验结果分析

名称ρ(Ω·m)名称ρ(Ω·m)

黄土层0~200雨水>1000

粘土1~200河水10~100

含水砂卵石层50~600海水0.1~1

隔水粘土层5~30潜水<100

表1.土层及水电阻率常见值

根据表1中所给出的常见的土层和水的电阻率值,结合所得到的电阻率反演图,地面以下0-4m为表层土,电阻率在30-100的范围内,局部有电阻较高的部位,根据现场情况,考虑与地下的管线布设情况有关,在侧线长度上,有两个管井的出现,

因为管井中无水表现出高阻与图2中地表电阻情况相同,同时地表植被覆盖情况对此也有很大的影响。

结合场地周围实际地质情况,地表以下大范围的低电阻区(地面下4m-25m范围内)为黄土层,温纳法和偶极法所得到的反演图均表现出了这一特点,由于黄土本身的大孔隙,垂直节理发育,不均匀的特点。从两种方法所得的反演图中我们均能看到在地下有低阻异常的部位出现,电阻率等值线图呈同心圆状出现,推测为黄土层中的充满水的孔穴,因为有透镜体等相对隔水的物质的局部存在,导致黄土层中某部位含水量较多,形成众多空隙联通在一起的局部饱水带,因为含水导致其电阻率呈现出比周围低的形式。考虑实际情况同时不排除为原先兰州空军的遗留下来的防空洞。

因为温纳法所测深度较浅所以对于黄层以下的地层反映不是很清楚,但是从其变化趋势可以看出,黄土层之下为电阻率相对较高的地层。从偶极法得到的反演图可以看出地面以下25-30m范围内电阻率值在200到600之间,由表1中的数据可以推断应该为含水砂卵砾石层。40m以下的部位,由场地的实际的地质情况推断应该为红泥岩,应该为低阻区,但是偶极法中反演存在了较大的误差。所以其结果不能准确表达本地区基岩的实际情况,但基岩以上土层反演结果与实际情况相符。

本次高密度电法实验结果与本地区的实际地层情况比较符合,其中温纳法误差率较小,偶极法误差虽然比较大,通过与温纳法所得结果的比对,其地层分布情况也与实际情况相符,只是基岩以下土层存在一定的误差。本次实验的结果反映的场区浅层地层情况(地表以下30m以上区域)基本准确。对于基岩面以下的深层地层情况,还需进一步实验。

七、心得体会

通过本次现场高密度电阻率法实验,使我们对工程地质勘察中的勘察方法有了初步的认识,巩固了课本中所学的知识,对于物探技术的应用有了新的认识和体会。在课堂上已经掌握了高密度电法的基本原理的基础上,通过现场的实际操作,以及后面的数据处理和解释的过程,使我们对整个过程有了清晰的认识,很好的掌握了高密度电法之一勘察手段。同时在数据处理的过程中,也使我们对前面所学的地质学、水文地质学等知识有了更深的理解和认识。

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

1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 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 | 説据处返邮分 説孫輕野汨分

直流电法、高密度和瞬变电磁法的简介

矿井直流电法勘探涵盖了巷道顶底板电测深法和矿井高密度电阻率法这两种方法,两者属于频率域,而矿井瞬变电磁法则为时间域的方法。 1直流电法技术的基本原理 直流电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(见图1)。 图1 电法勘探工作原理示意图 一个点电源O 在均匀介质中的电场形态为球形(见图2) ,每个球壳为一个等电位面,不同等电位面上A、B 两点会产生电位差,电位差的大小与其通过的介质的导电性(电阻率)有关。 此时通过直流电法仪测得A、B 两点的电位差,即可计算出介质的视电阻率。 A' j电流线 图2点电源在均匀介质中的电场形态 矿井直流电法勘探在井下巷道内安放物理场源和接收装置,因测点位置靠近勘探对象,缩短了目标体的探测距离,许多在地表无法探测到的较小规模地电异常体,在井下可获得较强异常响应,为提高电法勘探应用能力创造了有利条件。 巷道顶底板直流电测深法装置形式 固定MN法(施伦贝尔装置)

工作布置方式为A---M-O-N---B ,即以 O 点为中心,两边对称布置A 、M 、N 、B 四个电极四个电极按比例由近及远同步移动。 三极装置(常用于井下迎头超前探测) 工作布置方式为A---M — O —N----B (*)。即以 O 点为中心,两边对称布置M 、N 两个电极,A 、M 、N 三极由近及远逐步移动,B 极位于无穷远处。 图2 三极测深法示意图 上述两种装置中A 、B 、均为供电电极,用于向岩层供电;M 、N 均为测量电极,用于探测地电场电压,根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值。通过对不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析,就可以达到探测岩性或构造的目的。 矿井高密度电法 巷道顶底板电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,便发展出了高密度电阻率这项新的勘探技术。 其在原理上属于电法勘探中电阻率法的范畴,它是以岩土体的电性差异为基础,以研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化分布规律,它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法。高密度电法集中了常规剖面法和电测深法两者的特点,不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况,同时还可以观测垂向电性的变化特征,总体而言具

高密度电法实习报告(物探)

高密度电阻率法实习报告 专业: 姓名: 学号: 指导教师: 2014/11/5

一、实验目的 在实际地质勘察的工作中,物探技术是必不可少的,其具有使用方便、快捷、成本小的优点,可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法,是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段,所以我们有必要熟练的掌握高密度电阻率法的试验方法和数据解释。 二、实验原理 高密度电阻率法是结合电剖面和电测深的直流勘探方法,它是在常规电阻率法的基础上发展起来的,仍然以岩土体的电性差异的为基础,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言,具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程,既能反应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纵向的电性变化的情况,具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。 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主次增大时电极距也逐次增大,对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。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。 此次试验高密度电法用到两种装置: α排列(温纳装置AMNB):Kα=2πa β排列(偶极装置AMBN):Kβ=6πa

三、实验内容及步骤 测区:兰州大学榆中校区东区教学楼南侧草坪,测区地势平坦,地表植被除傍边有一排行道树外均为矮小杂草,见图1。 图1 测线布置方式:沿正东的方向布置单条侧线,电极间距a=8m,共n=32个电极。装置方式为温纳四极和偶极法依次进行。 步骤: (1)检查实验仪器; (2)将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离插入土层中,要求与土层良好接触,将测线固定在钢钎上,使其相互接触; (3)将测线与仪器连接,进行电阻检测,检查各段测线与钢钎是否良好接触; (4)根据布设情况,选定参数及试验方法,开始测量; (5)将所得的视电阻率数据运用反演软件RES2DINV进行数据处理; (6)根据数据处理得到的地层剖面情况结合所测区域的地质情况,做出合理的

高密度电法在水面勘查中的应用

高密度电法在水面岩土勘查中的应用 李瑞华伍群才 (江西省勘察设计研究院江西南昌) 1 前言 江西某高速公路选线岩土勘察中。勘察线路穿越了多处水域,最宽水面2km。为不影响当地农民的渔业养殖环境。设计方确定在穿越水域部分勘察线路进行高密度电法勘查工作。目的是通过开展高密度电法工作,初步查明场内岩土层的分布,为确定下一步工作方案提供依据。 2、高密度电法勘探的基本基本原理 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。在设计和技术实施上,高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路,使用的电极数量多,而且电极之间可自由组合,这样就可以提取更多的地电信息,使电法勘探能像地震勘探—样使用覆盖式的测量方式。与常规电法相比,高密度电法具有以下优点:(1)电极布设一次性完成,减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差;(2)能有效地进行多种电极排列方式的测量,从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息;(3)数据的采集和收录全部实现了自动化(或半自动化),不仅采集速度快,而民避免了由于人工操作所出现的误差和错误;(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理,根据需要自动绘制和打印各种成果图件,大大提高了电阻率法的智能化程度。由此可见,高密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法 3 基本地质概况 (1)地层 勘察区域出露的地层有:①第四系残坡积物(Q2el-dl)粉质粘土,岩性成分为褐黄、褐红色、棕红色粉质粘土夹碎石的粘土和粉土,厚度3.0~15.0米;②寒武系(∈)页岩:为灰黑色。隐晶质结构,泥质、碳质胶结,页理构造。③寒武系(∈)灰岩:为灰黑色。隐晶质结构,泥质、碳质胶结,中~厚层构造。 (2)地球物理特征 场地的岩土(水)体电性特征:湖水100~120Ω·M;粉质粘土层30~100Ω·M;页岩、炭质页岩30~60Ω·M;灰岩、炭质灰岩100~300Ω·M。本区各地层存在一定的电性差异,具备较好的地球物理勘察前提。 4 现场施工 (1)仪器设备 本次高密度电法工作使用的仪器为重庆地质仪器厂生产的DZD-6型/DUK-2型电法测量系统及配套辅助设备。 (2)装置技术 高密度电法的电极装置采用温纳装置。最小间隔系数为1,最大间隔系数为14,电极点距5米。探测深度为60米,满足勘查工作要求。 (3)野外作业 水上作业采用干毛竹作为载体,将一个排列的测量电极按一定的电极距固定在毛竹上,利用机动船牵引至勘探剖面处,左右两端利用船体抛锚固定。示意图见下图1。 图1 水面高密度电法勘查示意图

论高密度电法探测技术及其工程应用

论高密度电法探测技术及其工程应用 发表时间:2019-07-17T14:51:34.510Z 来源:《基层建设》2019年第12期作者:徐伟[导读] 摘要:电法勘探作为一种常见的地球物理勘探方法,经常在实际工程中得以运用。 广州市天驰测绘技术有限公司 510663摘要:电法勘探作为一种常见的地球物理勘探方法,经常在实际工程中得以运用。本文对高密度电法探测技术及其工程应用进行分析和了解。 关键词:高密度电法;探测技术;工程应用引言: 高密度电法是电法勘探方法的一部分,它相对于普通勘探方法具有多快好省的特点,因此它经常在城市工程、地质工程、管线工程和考古工作等方面发挥了重要的作用,并且以其自身的特点取得了良好的效果。高密度电法测试装置有很多,如:温纳装置、微分装置、偶极装置、温施装置等。 一、高密度电法的发展及现状 密度电法最早应该是从二十世纪六七十年代开始的,在那之前只有传统的电法,可是传统电法却有着相当大的弊端,所以科学家们都在大力对电法勘探进行改进研究,通过大量的研究以后把阵列的思想结合到了电法勘探应用之中,而在这个研究过程中,最早研制出相关的仪器的是英国的一个科学家,他研制出了一个叫做电测探装置的仪器,这也可以认为是高密度电法最开始的模式。然后等到二十世纪八十年代,日本通过了电极转换的思想将野外高密度电法的数据采集工作变成了现实,虽然当时的技术并不完善,还有很多地方存在不足,没有让高密度电法的特点和优势得到充分的利用,可是不得不说那时高密度电法勘探技术的基本思想已经基本上得到了充分的体现。而在这之后,世界多个国家的研究学者也开始对高密度电法进行深入研究,其中代表性的国家有:中国、英国、美国、意大利、加拿大、法国等等。他们进行了很多对高密度电法的基本原理和相关工程应用的研究,通过将理论和实际情况互相结合的方法,逐步对高密度电法的理论和技术进行改进和完善,而在这个阶段高密度电法的发展也可以说是达到了一个新的高度,在这个过程中也出现许多代表性的探测仪器和装置等。 二、高密度电法基本原理 高密度电法以地下岩土的电性差异作为基础,有效的对程控式地下探测仪和程控式地下电极转换仪进行利用,来实现对测线数据的测量、采集、存储等工作,然后对测得数据进行数据处理得到其地下视电阻率剖面图,通过对剖面图进行合理的分析和解释,推断此区域的实际地下地质情况。 需要做的是将需要测试的电极埋设在具有一定的电极间距的测点之上,电极间距通常在1m-10m的范围之间。电极转换开关是一种自动控制的装置,主要是通过单片机对其进行控制,然后可以根据需要自行选择合适的电极装置形式,或者对电极极距和测点随时进行转换控制。所需要的电极信号就是通过电极转换装置送入测量主机对数据进行储存,储存完毕后将数据导入计算机,运用相关的软件对数据进行处理,然后通过彩色绘图机绘制彩色剖面图。图1为高密度电法探测系统图,图2为高密度电法装置线路连接示意图。 三、高密度电法数据处理与分析 在进行高密度电法数据处理过程中,首先需要做的就是对野外探测所得到的数据的格式进行相应的转化,利用剔除坏的数据、数据拼接以及校正畸变数据等方法对测得的数据进行一定的处理,最后通过高密度电法反演,得到反演的效果图。下图即为高密度电法数据处理流程图:

测控专业综合实验报告

湖南科技大学测控技术与仪器专业专业综合实验报告 姓名 学号 成绩 湖南科技大学机电工程学院 二0—三年 ^一月 ^一日目录 一、液压泵站综合控制实验 3 (一)实验目的 3 (二)实验内容 3 二、液压实验台PLC控制实验 4 (一)实验目的 4 (二)实验内容 4 —振动测试与故障诊断综合实验( 一) 一)实验目的 5 二)实验内容 5 四.振动测试与故障诊断综合实验(二)(一)实验目的 6 (二)实验内容 6 五.基于虚拟仪器的自动控制原理综合实验(一)实验目的7 (二)实验内容7 六.基于虚拟仪器的传感器综合实验8 (一)实验目的8 (二)实验内容8 七.地震仪器综合设计9 (一)实验目的9 (二)实验内容9 八.电法仪器综合设计10 (一)实验目的10 (二)实验内容10 九、实验心得11 一、液压泵站综合控制实验 (一)实验目的 了解液压控制的装置,熟悉PLC编程,并且了解 置的原理并且用于实践生活中去。(二)实验内容 此实验是液压的测量实验用PLC处理器控制来实现,液压PLC综合控制实验室是我公 司根据高校机电一体化对气、电、液控制的教学大纲要求,在我公司专利产品YY-18透明 液压传动演示系统的基础上,综合了我公司气动PLC与液压PLC控制实验设备的优点,采 用了开放型综合实验台结构,广泛征求专家教授与老师的意见,经不断创新改进研制而成的。是目前集气动控制技术、液压传动控制技术以及PLC可编程序控制器控制技术于一体 的理想的综合性实验设备。实验时,它们可以相互辅成,交叉控制。可以让学生直观、感性地对比、了解气、电、液各自具有的特点、特色、及优缺点等。 信号采集电路原理设计: (1)前置放大电路要求有阻抗匹配设计(前置放大器采用集成运放OP07、 采用电压负反馈设计、增益为10、50 两档手动设计) (2)主放大器采用级联组合程控放大、增益动态范围为10 至1500 倍之内。 (增益程档位要求有30 至40 梯度之内,具体每档增益值不做具体要求但要求梯度 增益呈线性) (3)主放大器末端输出值(Up-p)设计为5v,如有溢出则在设计说明中明。 PLC控制在工业领域的发展。理解液压装

高密度电法勘探的装置选择和资料解释

高密度电法勘探的装置选择和资料解释 祁增云,任海翔,乔佃岳 (国家电力公司西北勘测设计研究院,甘肃兰州730050) 摘要:本文就高密度电法勘探做了一些综合性论述,重点就装置的选择、资料解释、限制因素以及高密度电法勘探后期展望做了一些探讨。 关键词:高密度电法;装置;解释 1 概况 高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃,同时使得资料的可利用信息大为丰富,使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。但高密度电法其核心只是实现了野外测量数据的快速、自动和智能化采集,它的工作实质依然是常规电法勘探原理,所以说它只是一种基于老原理的采集手段的提高,它并未脱离直流电法的框架,并算不得是一门全新的勘探方法。但是,由于其采集密度的增大、排列装置的增多,为传统电法带来了新的活力,同时也为技术处理带来了新的课题。 高密度电法勘探的装置选择、资料解释是两个关键环节。排列装置选择得合适与否,直接关系到是否测试出探测目的所反映出的异常。资料解释则是探测目的最终反映和探测效果最直接表达。 2 装置的选择 选择哪种装置取决于场地大小、地形起伏、探测任务以及探测精度等因素。 2.1 场地因素 如果场地开阔,一般都使用四极装置(α、α2),因为该方法会获得最大的测量电位。这对于节省外接电源,减少供电电压,特别是压制干扰,增强有效信号,有着重要的意义。如果场地不允许,那么最好使用三极装置(AMN、MNB),三极装置比四极装置将节省一半的场地。 2.2 地形因素 高密度电法勘探应尽力避免地形的起伏,然而事实常难随人意,这时候就得考虑哪种装置受地形的影响最小。在众多装置中,偶极装置受地形影响最为剧烈,它本身的电测曲线就已经复杂,如果加上地形的因素,其电测剖面形态会变得很难辨别。其次是三极装置,该装置遇到山谷或山脊时电测曲线会出现多个峰值,并且AMN和MNB两个装置的反映程度不均衡,故而判别起来困难较大。相对而言,四级装置受地形的影响较小,电测剖面形态比较好判断。 2.3探测精度因素 掌握探测精度(灵敏度)与装置的关系,是高密度电法中很重要的环节,也是众说纷纭,很难形成一个定论的问题。根据《高密度电法探测岩溶试验》结果,β装置灵敏度最高,γ次之,α最次,而据中国地质大学罗延钟教授研究,不等距偶极最灵敏,β次之,α再次之,γ最次,许多生产单位只单纯使用α一种装置。 Dr.M.H.Loke 认为: (1)α装置对于电性的垂向变化比水平向变化反映灵敏些。一般来说,此装置解决垂向变化(例如水平层状结构)问题比较有利,而去探测水平变化(例如狭窄垂向结构)就相对差一些。 (2)不等间距偶极装置对于电阻率变化有着最大的灵敏度,它对垂向电性变化十分灵敏而对水平变化相对不灵敏。

(常规物探仪器校准方法)-ali

常规物探仪器校准方法

前言 量值的溯源性是质量检验机构出具的检验数据具有法律效力、并能取得国际互认的基本条件。为保证量值的溯源,确保所有对检测的准确度或有效性有影响的仪器设备(包括标准物质),在投入使用前,都应具有有效的检定或校准证书。 仪器设备的量值溯源管理一般分为两部分:一是列入了《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》并直接用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的工作计量器具必须定点、定期送检;二是对专用仪器的行业检定规程中政府授权检定机构无法检定/校验的仪器设备,以校准报告(或校准证书)实现其溯源性。 仪器设备的检定或校准应优先选择具有资格和能力的、并能出示其溯源性证明的法定或授权计量检定机构。 对于未列入强检目录的仪器设备,可以检定也可以校准;对于不能溯源的、非强检仪器的仪器,被评审机构可以自己进行校准。应制定校验方法。自校方法应参照《国家计量检定规程编写规则》(JJF1002-1998)的要求进行。 现有的常用物探检测仪器设备中,电法仪、大地电磁测深仪、透视仪、地质雷达、地震仪、钻孔彩电摄像仪、测斜仪、综合测井仪、锚杆仪等九种仪器没有列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中,在法定或授权计量检定机构中没有相应的资质,无法进行相应的检定/校准,亦无(政府部门、)仪器厂家、有关单位相应文件可借鉴或引用,而工程物探检测行业主要是使用这些仪器来进行工作的,因此,针对这类仪器开展自校准,编制这部分仪器的自校方法来实现量值的溯源性是十分必要的。 ——目的 增强常规物探仪器量值溯源的规范性、准确性、可靠性; 确保检测数据的准确度。 ——依据 本校准方法依据中华人民共和国国家计量检定规程《国家计量检定规程编写规则》(JJF1002-1998)、《水利水电工程物探规程》(SL326-2005)、仪器说明书等要求编制。 每种仪器的校准方法内容包括:概述、校准项目和校准条件、技术要求和校准方法、校准结果的处理、附录等部分。 ——适用范围 本校准方法适用于以下十种常规物探仪器的校准:电法仪、大地电磁测深仪、透视仪、地质雷达、地震仪、声波仪、钻孔彩电摄像仪、测斜仪、综合测井仪、锚杆仪。 ——仪器校准人员和批准人员资格 ●校准人员 ◆从事物探检测工作五年以上的技术人员; ◆熟悉仪器操作、了解仪器原理和具有一定的分析判断能力; ◆经校准单位考核认定授权。 ●批准人员 ◆从事物探检测工作十年以上、具有本专业丰富的技术知识的高级工程师及以上职务人 员; ◆经校准单位考核认定授权。 ——校准周期

AMT音频大地电磁法实验报告

本科生实习报告 实习类型生产实习 题目AMT生产实习 学院名称地球物理学院 专业名称勘查技术与工程 学生姓名ZRY 学生学号 指导教师 实习地点东苑及5417 实习成绩 二〇一二年十一月二〇一二年十一月

目录 AMT音频大地电磁法 摘要 学会使用V8仪器以及野外音频大地电磁法测量的基本原理和方法,从而进行数据资料的采集;此外也需要学会使用SSMT2000软件对所采集的电磁信号进行处理,最终通过一系列的计算得到最终的成果,这是要求学会AMT数据资料的处理与解释。 关键字:V8;SMT;SSMT2000 第1章AMT数据资料的采集 1.1数据采集仪器 V8主机,AMTC-30磁棒,不极化电极,GPS,电线及屏蔽电缆,CF卡以及读卡器,蓄电池等,参数设计工具软件TBLEDIT.exe,台式机或笔记本电脑。 其中V8多功能电法仪具备时间域的常规电剖面、电测深、高密度电法、瞬变电磁测量功能;具备频率域的MT(大地电磁法)AMT(音频大地电磁法)CSAMT(可控源音频大地电磁法)SIP(频谱激电)勘探测量功能. 1.2实习内容 1.学习使用V8仪器,会熟练操作V8仪器; 2.学会AMT数据资料采集的野外布线方式; 3.掌握音频大地电磁法的基本原理以及操作方式。

1.3V8布线方式 1.3.1“十”字布极法 图 1“十”字布极法 工作特点:AMT/MT单点测;张量观测:五分量测量;为适应不同地形条件。 1.3.2“L”型布极法 图 2 “L”型布极法 工作特点:AMT/MT单点测;张量观测:五分量测量;为适应不同地形条件。

1.3.3“T”字型布极法 图 3 “T”字型布极法 工作特点:AMT/MT单点测;张量观测:五分量测量;为适应不同地形条件。 1.3.4 RXU-3ER连接方法 图 44 RXU-3ER连接方法 工作特点:AMT/MT单点测深;张量观测:2电道观测;也有三种布极方法;只测量两个电道与V8主机共用磁道;提高工作效率 本次实习采用的是“十”字布极法。

直流电法仪物探报告

登封市慧祥煤业YDZ(A)直流电法仪探测报告 探测地点:12181巷道 探测日期:2007.10.23

本次YDZ(A)井下直流电法仪探测的地质任务是:12181掘进巷道前方地质含水结构 1、井下电法基本原理 矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础,与地面电法不同,在全空间条件下建场,在地下巷道中进行电法测量工作,地下电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场,该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态,测量该电场的变化规律,使用全空间电场理论处理和解释,就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律。 井下直流电法的方法技术很多,巷道迎头超前探测使用三点——三极探测法效果好; 该技术改变了传统的探测方法和解释方法,包括: (a)不使用传统容易的对数坐标,而使用难度较大的算术坐标,进行高密度采集数据; (b)改变过去单点解释方法,使用新的断面连续解释方法,能大大提高物探解释的准确性; (c)确定相应方法判断解释潜在突水通道的物探标准。 井下采集第一手资料是反映岩石电性特征的视电阻率,使用西安分院研制的具有国内先进水平的矿井电法专用软件进行处理和解释:(1)单独提取视电阻率中的含水信息——用于解释工作面巷道底板100m深度内的含水、导水规律,潜在的突水通道。 (2)单独提取视电阻率中的岩石电性分层信息——用于解释工作面底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。 (3)超前探测——井下巷道侧帮、迎头前方80米内的断层及含水、导水构造。

(4)立体成图——对工作面底板下不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面切片,分离出电法含水异常区域,得到视电阻率低阻异常断面图、平面图,进行立体解释。 2、系统组成 YDZ(A)防爆数字直流电法仪(以下简称电法仪)是井下电法勘探仪器,也可用于地面进行电法探测地质构造。由9节1.8Ah锂电池组成5.4 Ah 10.8V电池组,逆变电路,整流滤波电路,极性变换发射输出,单片机控制电路,接收电路,显示、存储、通讯等电路组成。 电法仪的各功能板如图1所示,电池输出的直流电压经逆变升压电路产生70或100V的高压,经整流滤波、极性变换输出,通过AB 供入大地;同时通过MN接收大地的感应信号,经A/D转换器放大并转换成数字后送给单板机存入存储器。存储器中的数据通过RS232串行通讯口进行数据交换;供电时间有可选。供出的电流在显示器上显示。 电法仪的组成

高密度电法在采空区探测中的应用研究

高密度电法在采空区探测中的应用研究 高密度电法是近年新兴的物探方法,广泛应用于多个工程领域。地下隐伏采空区的存在严重威胁着生产和人员的安全,运用科学的手段对采空区进行准确探测显得非常重要。本文通过高密度电法实测剖面的视电阻率异常特征,推断可能出现采空区的位置,经钻探验证,证实取得良好的效果。最后提出了一些采空区探测值得借鉴的经验。 标签:高密度电法采空区视电阻率 1引言 高密度电法是近年来新兴的物探方法。在地质灾害调查、坝基及桥墩选址勘查、物探找水、采空区探测等方面得到了广泛的应用,效果显著。主要有[2-6]:刘晓东等将高密度电法用在岩溶地质调查中了解基岩岩溶发育情况、勘查基岩断裂构造、划分岩溶区域,取得了良好的效果。杨湘生在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法,在确定最佳井位方面也发挥了重要作用。辛思华等应用高密度电法勘查煤采空区,从探测的异常变化特征精确推断出地下采空区的具体位置,达到了勘查的目的和要求。 我国许多矿山,由于开采不规范,特别是民营矿山。致使地下存在许多不明采空区,其规模不一,分布无序。采空区以空洞形式保留了下来,但有的已经被水或粘土等物质充填,有的在覆盖层重力的作用下已经塌陷。这些采空区的存在,给正常采矿、安全生产构成极大威胁。因此对他们进行准确探测显得极为重要。 采空区探测的物探方法有很多,常用的主要有地质雷达、浅层地震法和高密度电法。地质雷达对浅部的采空区具有较好的效果,对于深部的采空区就比较难识别,特别是在低电阻率区域,高频电磁波能量在地下衰减剧烈,探测深度受到很大限制;浅层地震法是根据地震波的同向轴错动或缺失、能量减弱等标志来推断采空区,可以圈定采空区顶板界面的大致形态和位置,但对规模大小、具体形态难以做出准确的推断;高密度电法集电剖面法和电测深法为一体,可快速准确测量地下地质体横向和纵向的视电阻率变化,其探测精度高,解译结果直观。因此,在采空区探测中被广泛应用。 2高密度电法的原理 高密度电法的基本原理和常规电法基本相同。是以地壳不同岩(矿)石的导电性差异为物质基础,通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律以达到解决地质问题的一类地球物理勘探方法[1]。与常规电法一样,通过AB电极向地下供电流I,然后在MN电极测量电位差UMN,根据公式ρS=K?UMN/I,即可得到不同电性地质体的视电阻率ρS,从视电阻率ρS的变化规律即可推断地质体或地层的分布。(K为探测装置系数,I为供电电流。)

物探电法野外工作方法

第一章野外工作方法和技术 3.1频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时,应组织力量进行踏勘,踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区,在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段,做一定数量的试验工作,具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于1:5万~1:2.5万的大面积草查与普查时,其工作方法的选择以偶极法或近场源法(AMBN)为宜。就某一具体测区而言,应根据地质任务,通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验,确定一个适当的极距进行面积性的工作,以迅速得到面积性的资料,达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上,开展1:1万~1:2千的详查工作,这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式,以便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面,可采用偶极装置,根据不同极距(一般4-6个)

的观测结果勾绘出断面图,以判断矿体的埋深、倾向和形态,然后根据综合解释结果建议施钻验证,进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时,还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。 一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示,装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时,可以用A电极,也可以用B电极供电,而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时,供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点,则在联合剖面装置时,四个电极A、M、N和B极位于同一直线上(这条直线就是测线),且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上,与测线之间的距离大于AO的五倍(CO>5AO) 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动,并保持各电极间距离不变,中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体,AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。

高密度电法实习报告

高密度电法勘探实习报告 一、基本原理 高密度电法指的是直流高密度电阻率法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法,野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)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自动采集。当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物理解释的结果。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所具备的上述优势,因此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2~5 s) ,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,脱机处理后还可以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,勘探能力显著提高。 高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同,不同的是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。由于使用电极数量多,而且电极之间可以自由组合,这样可以提供更多的地电信息,使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。与常规电法相比,高密度电法具有以下优点:(1)电极布设一次性完成,减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差;(2)能有效地进行多种电极排列方式的测量,从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息;(3)数据的采集和收录全部实现了自动化,不仅采集速度快,而且避免了由于人工操作所引起的误差和错误;(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理,大大提高了电阻率法的智能化程度。 按布线方式分类。一、集中式高密度电法测量系统:如WGMD-3 WGMD-4高密度电法测量系统,它以WDJD系列多功能数字直流激电仪为测控主机,再配以WDZJ系列多路电极转换器。二、分布式高密度电法测量系统:如WGMD-9超级高密度电法测量系统,它以WDA系列超级数字直流电法仪为测控主机,在配以分布式开关电缆,即可完成测量工作。

高密度电法在工程勘察中的应用

高密度电法在工程勘察中的应用 在建设发展中,遇到越来越多的复杂岩土地基,传统的勘察测量方法很难满足实际需要。因此,本文分析了高密度电法的原理、特点,列举高密度电法在工程实例。浅述了高密度电法的实际应用。 标签:高密度电法工程勘察应用 随着工程勘察市场竞争日益激烈,很多的勘察单位为了提升自身综合实力,不断引进各种先进的原位测试方法,以提高勘察的技术水平和精度。其中高密度电法能够对整个场地进行全方位的测深勘察,对岩土地层进行合理的划分,可以有效保证实际工作中的准确、效率。因此,本文就针对高密度电法在工程勘察中的应用展开浅述。 1高密度电法法系 高密度电法兴起与上个世纪80年代,随着科学技术的发展,电极转换器的研发成功,使得数据采集效率不断提高。与传统的电法相比,高密度电法的信息量更大,可以充分利用实测数据进行反复的分析。 1.1高密度电法的工作原理 在实际勘察测量过程中,采用高密度电法最重要的前提就是岩土工程介质中在导电性能方面,存在不同程度的差異。在使用过程中,高密度电法会通过A 和B两个电极向地下通电,从而建立一个人工电场,通过工作人员对地上M和N的电极测量电位差,然后记录下每个记录点的视电阻率值。把测量出来的实测视电阻率值输入到电脑中,再经过合理有效的处理和解释后,进行地层的划分。与其他一般电法不同,高密度电法是一种阵列勘探。工作原理及工作系统示意详见图1、图2。 1.2高密度电法的主要特点 高密度电法就是高密度条件下的电阻法,主要根据岩石和土壤不同的导电性为基础,是一种在施加稳定电流场的前提下,分析和研究地下传导电流分布规律的方法,其测排点距离小。高密度电法能够进行二维地电断面测量,还可以进行多种电极排列方式的扫描探测,具有点距小、采样密度高的特点;另外,高密度电法的另一个重要特点就是可以采用交叉测量和供电方式,最大限度的提高分辨能力,降低外界因素的干扰。 1.3高密度电法的优势 高密度电法需要的成本较低、效率很高,信息采集全面。尤其适合完成目标体埋深较浅、规模较小、工程量不大的地质勘察任务。其稳定性和可靠性不断提

高密度电法(1)

实验二高密度电法实验 一、实验目的 1.学习高密度电阻率法数据采集工作方法;了解数据处理的基本流程。 二、高密度电法的勘探原理 高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同。它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中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。高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系 3 部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态。主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资料作地质解释,并绘制出物探成果解释图。 三、实验内容及步骤 (一)实验内容 本实验在室外采用温纳装置做剖面观测,学习电法勘探的野外工作过程和仪器操作,对观测的数据进行整理,编写实验报告。 (二)仪器 高密度电阻率勘探工作仪器包括测量系统和反演软件系统。测量系统包括WDJD-3多功能数字直流激电仪(测控主机)和WDZJ-3多路电极转换器。该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点,并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用。(三)装置形式 采用的装置形式为:固定断面扫描装置α排列(温纳装置AMNB)见图1-1。测量时,AM=MN=NB为一个电极间距,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到一条剖面线;接着AM、MN、NB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;依此不断扫描下去,得到倒梯形断面,由于供电电极AB和MN均按一定比例增大,所以在反映深部信息是

高密度电法工作报告

烈山污水截流管道提工程 物探报告 二0一六年六月

报告名称:烈山污水截流管道提工程物探报告单位:物探院 项目负责:嵇星华 编写人:嵇星华 物探院 二0一六年六月

目录 1、工程概况 (4) 1.1、探测区地质概况 (5) 1.2、探测区地质概况 (5) 2、探测对象地球物理前提分析 (5) 3、探测依据的标准和规范 (6) 4、仪器设备 (6) 5、工作布置及完成工作量统计 (6) 6、探测原理及数据处理解释 (7) 6.1、探测原理 (7) 6.2、质量评价 (7) 6.3、数据处理与资料解释 (8) 7、剖面解释 (8) 7.1、雷河物探横剖面图 (9) 7.2、致富路物探横剖面图 (10) 7.3、琪嘉物探横剖面图 (11) 8、结论及建议 (14)

前言 1、工程概况 烈山污水截流管道提工程位于烈区,本次工作分别为雷河、致富路、琪嘉路道路两旁的绿化带内,地势较平坦,交通便利,见物探工作示意图(图1)。我院受委托开展该项目的工程物探工作。2016年6月9号设备、仪器进场开始野外工作,2015年6月11日结束野外转入室内数据处理,综合分析报告编写工作,2016年6月13提交物探成果报告。 (图1)

1.1、探测区地质概况 本区地下水动态变化主要受大气降水和蒸发因素的影响,地下水丰水期多现于6~9月份,枯水期多出现于12月至第二年2月。年水位变幅2.0m左右。本次勘查期水位埋深大约为4.0~4.3m。 根据以往地质资料,场地内埋深10.0m以浅地基土自上而下可分为四个地层,主要特性分析如下: ①层杂填土(Q4ml):灰黄、黄褐色,松散,潮湿,主要由混泥土路面、石块及煤矸石结 构组成。本层厚度1.0~2.1m。 ②层黏土(Q4al):黄褐色,可塑,光泽反应有光泽,干强度高,韧性中等,夹薄层粉土, 本层层底埋深3.5.0~4.4m。本层厚度1.3~3.4m。 ③层粉质黏土(亚黏土)(Q4al):黄褐~青黄杂,可~硬塑状态,干强度高,韧性中等, 含砂礓,本层层底埋深3.5~4.4m,厚度4.2~5.0m。 ④层粉砂(Q3al):浅黄色,饱和,中密状态,土质均匀。本层层底埋深4.4m以下(未揭 穿),最大揭露厚度1.9米。 1.2、探测区地质概况 本次烈山污水截流管道提工程物探勘察的目的主要是查明污水管道铺设路线地下隐伏的管线等地质情况,为该污水截流管道提工程管道的铺设路径及施工方法提供指导性科学依据。 2、探测对象地球物理前提分析 城市地下管道主要包括煤气、自来水、污水、雨水、通讯、暖气管线等等。地下管线在地面以下层层交错,错综复杂,形成了网状的地下管网。从制作材质上来说,地下管道可分为金属和非金属管道,其中非金属管道占据了很重要的一部分,施工过程中,为避免损坏地下管线,需要查阅施工区域的地下管线资料,但实际中,往往查阅不到精确、详细的资料,因此,地下管道的探测是一项很重要的任务。一般说来,在淮北平原地区,无论是金属材质的管道还是混凝土管道,在视电阻率或反演模型电阻率剖面上都呈现高阻反映。因为在埋设金属管道时,要在其表面包裹防锈防腐塑料布或涂复具有同样效果的涂层,管道沟内及管道周围大量投放碎石和砂土,完全覆盖后还要进行夯实碾压。反映在实际探测中,与管道周围的土层相比,应当呈现出相对高阻的闭合圈。此外,如钢质供水管道和钢质煤气管道的外面都包裹有塑料防腐材料,供热的钢质管道更包裹有一定厚度的泡沫海绵及橡胶保护层,地下集束型通讯电缆、光缆的塑料外皮毫无疑问属于高绝缘材质,其铺设需要事先埋置塑料材质的外保护管,这些外管也都是高绝缘物质,与周围相对低阻土层有明显的电性差异。因此,通过这种地电性质,我们可以很轻易的利用电阻率方法来找到管线的分界面。这一特性构成

常用物探方法的工作原理

常用物探方法的工作原理 1、瞬变电磁法: 时间域电磁法(Time domain Electromagnetic Methods)或称瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Methods),简写为TEM。它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间歇期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。其工作原理为:通过地面布设的线圈,向地下发射一个脉冲磁场(一次场),在一次场磁力线的作用下,地下介质将产生涡流场。当脉冲磁场消失后,涡流并没有同步消失,它有一个缓慢的衰减过程,在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场,即可了解地下介质的电性分布。该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线,如图1所示。 图1 二次场衰减曲线图 一般来说,对于导电性差的地质体,二次场初始值较大,但衰减速度较快;反之,导电性良好的地质体,二次场初始值小,但衰减速度慢(图2)。瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息,晚期主要反映深部信息。因此,观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律,可以探测大地电位的垂向变化。 图2 瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系 仪器野外工作方法及原理见图3。主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲,当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场,仪器断电后,涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射,接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。

图3 仪器工作原理图 瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测,使与探测目的物耦合最紧,取得的异常响应强,形态简单,分层能力强;在高阻围岩区不会产生地形起伏影响的假异常,在低电阻率围岩区,由于是多道观测,早期道的地形影响也较易分辨;线圈点位、方位或接发距要求相对不严格,测地工作简单,工作效率高;有穿透低电阻率覆盖层的能力,探测深度大;剖面工作与测深工作同时完成,提供了更多有用信息。 瞬变电磁法可用于确定岩溶构造的含水性,了解地下水的活动规律。 常用仪器有MSD-1瞬变电磁仪,GDP —32,V8仪等。 2、 激发极化法: 激发极化(induced polarization,缩写IP )是发生在地质介质中因外电流激发而引起介质内部出现电荷分离,产生一个附加的“过电位”(over voltage )的一种物理化学现象。在电法勘探的实践中,通过某一电极排列向地下供电的瞬时,我们可以观测到测量电极间的电位差1U ?(称为一次场电位差)随着供电时间的增加逐渐增大。当供电数分钟后,这个电位差趋于某一稳定的饱和值U ?(称为极化场或总场的电位差)。当断开供电电路后,在测量电极之间仍然观测到随时间衰减的电位差2U ?(称为次生极化电位差或二次场电位差)。这种在电流场作用下产生二次电位差的现象在物探中称为激发极化现象或激发极化效应,所形成的电场成为二次场或激发极化场。激发极化效应是地下岩、矿石及其中所含的水溶液在外电流场作用下所发生的复杂的电化学过程的结果。 激发极化法(简称激电法)是根据岩、矿石之间激发极化效应的差异,在人工电场的作用下,观测和研究激发极化电场以达到找矿或解决其他地质问题的一种电法勘探。观测参数为视极化率s η、视电阻率s ρ。剖面法可用于圈定区域内岩溶构造的大致分布范围、规模、走向、和产状,可结合音频大地电磁法的成果进行对比分析,提高解释成果的可靠性。电测深装置用于局部精细验证物探异常,确定异常埋深等情况。 双频激电仪及V8仪SIP 法都是属于利用岩(矿)石的激电效应,观测和研究激发极化电场以达到找矿或解决其他地质问题。

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