基于三维电测量的复杂地质构造识别及参数估计方法

在实际工程中, 地质体通常呈现复杂的三维空间分布, 基于二维介质假设的传统高密度电法难以准确反映其空间位置及走势, 三维高密度电法能更好处理此类问题, 但长期以来由于数据采集与处理难度大, 其应用受到限制。为研究三维高密度电法在空间形态复杂的不良地质体勘探中的应用效果, 比较其与二维电法的差异, 本文首先研究三维高密度电法的工作原理及数据处理方法, 然后通过现场试验进行应用研究, 利用二维及三维高密度电法对福建寿宁银矿采空区进行勘探, 并利用三维激光扫描对结果进行验证。成功实现了复杂地形条件下240道电极的三维电法数据采集, 并引入基于光滑约束的最小二乘法完成三维电法数据的反演。研究结果表明, 三维激光扫描能精确获取采空区的形态及走势, 为电法结果提供可靠的验证; 三维高密度电法能准确反映浅层电阻异常体的位置及走势, 相比于二维高密度电法, 其反演结果收敛, 排除了深层的干扰信息, 降低了多解性。     

基于不同装置的高密度电法对低阻填充溶洞探测的对比

高密度电法勘探中,不同条件下的溶洞起反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满低阻物质时表现为低阻,而当低阻物质含量不同时各个装置的探测效果会有不同。为了比较高密度电法不同装置对低阻填充溶洞的探测效果,构建低阻物质含量不同的低阻溶洞,正演计算了不同装置下的视电阻率,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演。     

基于不同装置的高密度电法对低阻填充溶洞探测的对比

高密度电法勘探中,不同条件下的溶洞起反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满低阻物质时表现为低阻,而当低阻物质含量不同时各个装置的探测效果会有不同。为了比较高密度电法不同装置对低阻填充溶洞的探测效果,构建低阻物质含量不同的低阻溶洞,正演计算了不同装置下的视电阻率,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演。     

基于不同装置的高密度电法对低阻填充溶洞探测的对比

高密度电法勘探中,不同条件下的溶洞起反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满低阻物质时表现为低阻,而当低阻物质含量不同时各个装置的探测效果会有不同。为了比较高密度电法不同装置对低阻填充溶洞的探测效果,构建低阻物质含量不同的低阻溶洞,正演计算了不同装置下的视电阻率,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演。     

高密度电阻率法在莱芜市泉河地区岩溶地质勘查中的应用

岩溶不仅会导致基岩面起伏很大,而且会产生较多的溶蚀带、溶洞、土洞等岩溶地质特征,灰岩分布区发生的地面塌陷等地质灾害,对建筑物安全及社会经济发展造成了严重的危害,高密度电阻率法是岩溶地质调查的重要物探手段。文章根据高密度电阻率法的基本原理及特点,对莱芜市泉河地区进行了岩溶地质勘查,通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等的反演分析,推断了该地区岩溶分布范围、大小和埋深。经钻探验证,推断结果与钻探资料吻合,为该地区岩溶塌陷地质灾害防治提供参考价值。      

渝东南岩溶储水构造高密度电阻率法异常特征

通过对75条高密度电阻率法勘探测线及57眼钻孔验证情况的总结分析,研究渝东南地区岩溶储水构造的高密度电法异常特征。渝东南岩溶储水构造划分为三类地质模型:浅表层岩溶带、溶洞及岩溶管道、构造裂隙。根据渝东南地区找水高密度电法成果统计总结出该地区常见的四类高密度电法异常形态:浅表层横向条带状低阻异常、UV型低阻异常、团状或囊状低阻异常、串珠状低阻异常,每一类异常对应1~3种岩溶储水构造地质模型。高密度电法是渝东南岩溶山区找水的首选物探方法,总结地区勘探经验及合理解译高密度异常后推荐孔位可以提高岩溶石山地区找水的成井率。     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足。将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制。将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性。     

高阻溶洞上高密度电法与高密度联合剖面法异常响应特征研究

为探讨高密度电法与联合剖面法寻找高阻溶洞的效果,利用水槽模型试验及野外现场实测方法,总结了高密度电法常用排列方式、不同成图方法在高阻溶洞上的异常响应特征,讨论了异常体地表投影位置及中心埋深的确定方法。提出探测高阻溶洞采用高密度电法温纳排列（α1）、β排列和高密度联合剖面三种方法的最佳组合方法。     

物探方法组合在公路路基隐伏断层勘察中的应用

地震折射法和高密度电法是工程勘察中常用的两种物探方法,然而每种物探方法都存在着数据的多解性问题。为加强物探异常的判定,提高地球物理解释的可靠性和准确性,可以将不同的地球物理方法进行组合应用。以灌阳至天峨高速公路某段岩溶路基工程中的隐伏断层探查为例,介绍了浅层地震折射波法和高密度电阻率法的综合应用。实际资料结果表明,两种方法组合精确判定了隐伏断层的位置,圈定高密度电法剖面图前段低阻异常为断层的反应,更好地定义和解释目标异常体。     

高密度电法勘探数据在Voxler平台的三维可视化展示——及其在尾矿库隐患勘查中的应用

尾矿库内堆放的有污染的固体和液体废物若得不到合理妥善的处理,会对周边的环境造成严重的污染.为了确定尾矿库的稳定性,分析尾矿库内的固、液废弃物对周边土壤和地下水的影响,急需查明尾矿库的形态特征和库容规模.高密度电法作为一种常规的物探方法,以其简便、快捷、高效等特点,在确定尾矿库形态特征方面成为现场探测的首选技术手段.本研究运用高密度电法反演得到尾矿库的底界面范围,并结合钻孔验证,在Voxler平台构建了尾矿库的可视化三维模型,从而更加精确计算尾矿砂的方量,证明了高密度电法在确定尾矿库形态特征中的可行性.     

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区公路滑坡工程地质问题复杂,传统的物探解译往往没有结合工程地质分析进行,使解译的成果与实际工程差别较大。在实践中,以江西省某灰岩区公路滑坡为例,开展了灰岩区滑坡高密度电法纵横向探测,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。     

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区公路滑坡工程地质问题复杂,传统的物探解译往往没有结合工程地质分析进行,使解译的成果与实际工程差别较大。在实践中,以江西省某灰岩区公路滑坡为例,开展了灰岩区滑坡高密度电法纵横向探测,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。     

高密度电法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区公路滑坡工程地质问题复杂,传统的物探解译往往没有结合工程地质分析进行,使解译的成果与实际工程差别较大。在实践中,以江西省某灰岩区公路滑坡为例,开展了灰岩区滑坡高密度电法纵横向探测,并通过在地质分析、物探解译、钻探验证、力学反演,利用电阻色谱对滑面进行分析,并以滑坡钻探结果进行对比验证。结果表明:等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可修改调整地层的分布特性及滑面位置;利用上述两种方法确定的滑面位置和滑坡参数,对滑坡的稳定性评价有较大的帮助。     

充水溶洞特征的高密度电阻率法反演分析研究

在高密度电法勘探中,不同性质的溶洞其反演电阻率特征有差异,溶洞为空洞时反演电阻率表现为高阻,充满水时表现则为低阻,而充水溶洞的电阻率反演特征很难判断。文章通过构建不同充水程度的溶洞模型进行正演模拟,利用最小二乘法对模型的地电断面进行反演,对比不同反演成像模型的地电响应特征。结果表明,充水溶洞的电阻率随溶洞充水量的增加而减小,低阻的范围随着水量的增加而不断扩大,其可分辨性强。野外探查资料进一步验证了模拟结果,所获得的认识对地下溶洞的电法探测分析具有一定的指导意义。      

高密度电法在渝东南地区找水勘察中的应用

高密度电法原理与常规电阻率法相比,有成本低、效率高、信息丰富、解释方便和勘探能力显著提高等优点,它在岩溶地区水文地质调查应得到广泛采用。以渝东南岩溶地区水文地质调查中一个工程实例,根据高密度电法原理和仪器,以及在岩溶石山地区探测岩溶地下水工作布置、数据处理和探测效果,说明高密度电法在岩溶地区来寻找含水低阻异常体的位置和形态是可行的,可为岩溶地区水文地质勘查物探方法选取和利用。     

高密度电法勘探数据三维处理技术及城市勘察中的应用

在以往的高密度数据反演解释过程中,将地质结构简化成二维,通过地电断面图、切片图进行分析.实际上,地质体具有三维地电结构,二维反演难免会受到旁侧效应的影响,二维图件也不能清晰直观地反映地质体的空间分布情况.本文以某陶瓷厂空洞探测为例,利用实测资料构建三维数据场,在反演参数优化的基础上,选择基于最小二乘法的三维反演技术对数据场进行处理,将反演结果利用三维可视化技术显示出来,对采空区位置及空间形态给出结论.研究结果显示,三维处理技术能够从空间上,多手段、多视角分析物探数据,有效地消除了旁侧效应的影响; 物探结果直观清晰地呈现出空洞的分布位置、范围以及空间特征,与钻探结果吻合较好.     

高密度电法在公路路基下伏岩溶勘察中的应用

在碳酸盐岩地区修建高等级公路，最主要的隐患是岩溶发育易引发路基不均匀沉降、路基滑动、地表塌陷等地质灾害。高密度电法是基于垂向直流电测深、电测剖面和电阻率层析成像的物探方法，被广泛应用于地质灾害调查及工程勘察中。在岩溶地区应用高密度电法来勘察土洞、溶洞、溶沟、溶槽、石芽等不良地质体及划分岩溶发育带能取得较好的地质效果。     

音频大地电磁法对隐伏溶洞识别效果的探讨

为研究音频大地电磁法对隐伏溶洞的识别效果,针对无充填、半充填、全充填三种溶洞模型,分别采用Bostick和Occam TE、TM、TE+TM三种模式进行一维反演,将一维反演结果作为初始模型进行正则化二维NLGG反演,将二维反演成果图与溶洞地质模型进行对比分析研究,在其基础上筛选出最能反映不同溶洞模型形态的优选反演组合方式。将研究成果应用于松桃县黔龙洞进行验证,结果反演剖面圈定的溶洞异常与溶洞实际位置、埋深、规模等特征具有较好对应关系,证明音频大地电磁法对隐伏溶洞的识别能力较强。研究成果对岩溶区隐伏溶洞的勘查具有借鉴意义。     

浅谈高密度电法探测土洞溶洞的效果

通过对高密度电法探测溶洞的野外工作方法、资料整理和成果表示进行对比试验,总结了高密度电法在数据处理、数据的图示方法和相应的解释结果。认为选用适当的测量仪器、数据处理、图示方法可以提高高密度电法探测溶洞的有效性。     

地下溶洞调查物探技术探讨

本文依据岩溶区岩土体的物性差异,利用波阻抗和电阻率差异,对比分析了高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达法等几种物探方法,最终确定了高密度电法、地震映像法及声波测井和钻孔CT法等地表和地下物探手段相结合的方法来探测岩溶分布与发育情况。