黄河口饱和粉土的电性特征及其工程地质应用

通过对形成于1964年～1976年位于黄河口潮坪区粉土层样品电阻率、井中电阻率和电阻率剖面的测试,分析了土的含水率、孔隙比、饱和度、孔隙水的电阻率、颗粒成分等因素对其导电性的影响。分析结果表明：影响该地区饱和粉土导电性的主要因素为土的孔隙率。随着孔隙率的增大,其含水率升高,电阻率降低,土的电阻率和相应孔隙率的关系可用拟合公式表达。基于此,利用电阻率法成功实现了不同深度粉土沉积层微结构的变化、波浪作用导致密实度不同的粉土层空间分布状况的原位测试。     

高阻管道体电阻率法的应用研究

根据理论计算结果,经模型实验和实际工程应用,对电阻率法探测高阻管道体的异常特征进行了分析.给出了电测剖面与管道体走向不垂直时的异常特征及相关计算结果,指出实际工作中应该注意的问题.     

高密度电阻率法及其应用技术研究

介绍了水、工、环物探中的一种新方法——高密度电阻率法,讨论了方法的基本原理及其应用技术,给出了某些典型地电断面上几种视参数的正演模拟结果及异常分布规律。     

Electrical resistivity response due to variation in embankment shape and reservoir levels

The safety of the center-core type of fill dam structure was assessed by examining the effects of the distortion of electrical response verified in terms of two-dimensional (2D) apparent resistivity and its inverted sections from three-dimensional (3D) modeling for the embankment. The distortion effect is due to 2D interpretation of the 3D structure of the embankment. From the analysis, it was found that water level was correctly described by the resistivity section around the middle part rather than each side at the end of the embankment. This is due to the 3D terrain effect when the material of the embankment is assumed to be horizontally uniform. In addition, when the slope of the outer rock-fill section is set as uniform, the resistivity section is more similar for sharper center-core slopes. On the other hand, when the rock-fill slope is steep, the resistivity section shows the water level at a lower position than the real one, and the 3D distortion effect at the end of the embankment is enhanced.     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(三)——瞬变电磁场关断效应及全期视电阻率的普适算法

首先给出瞬变电磁（TEM）场卷积计算式,并将关断电流变化率函数看成冲击函数,垂直阶跃脉冲激发的场分量看成输入信号,卷积结果就是任意形状关断电流的TEM响应。把电流激发脉冲看成是许多垂直阶跃函数的叠加,通过叠加这些阶跃函数的响应求得任意电流脉冲激发的瞬变电磁响应。当已知TEM场的实测值和关断电流形状,就可按编程的方法计算全期视电阻率。文中给出了2个斜坡关断电流激发的电偶极源TEM垂直磁场算例,一个为均匀半空间的响应及其全期视电阻率,另一个为三层K型地电断面的响应及其全期视电阻率。      

高密度电法在厦-成高速公路段四川大田头大桥勘察中的应用

高密度电法是一种以地球物理为基础,集电剖面和电测深为一体,采用高密度布点,进行二维地电断面测量,研究地下介质体电阻率差异的一种勘查技术.在此,以厦门至成都公路四川境川黔界至纳溪段高速公路C9合同段大田头大桥为例,介绍了高密度电法的基本原理及其在勘查中的应用效果.     

电偶源瞬变电磁测深研究(四)--瞬变电磁测深视电阻率

给出了由电偶源垂直磁场Ｈｚ（ｔ）计算全区（期）视电阻率的数值计算方法;将时间范围扩展到几十秒,以满足大偏移距（ｒ）探测大深度的需要。模拟计算结果显示,全区视电阻率能清晰地反映地电断面的结构,有助于定性定量解释     

掺石灰黏土电阻率试验研究

利用4电极电阻率测量装置,在室内对各种灰土样的电阻率进行测试对比研究,揭示了不同因素如灰土比、含水率、饱和度、土的结构和土粒粒径等对灰土样电阻率的影响。在不同含水率（15 %、20 %、25 %和30 %）条件下,素土及其与不同石灰掺量（1:10、1:15和1:30）的混合,通过轻型击实试验后,测量其横向及竖向断面上的电阻率,研究电阻率与不同石灰配比击实土样的物理力学性质之间的关系。实验结果表明,当含水率在15 %~20 %之间时,较小的含水率增量引起混合土样电阻率的大幅度下降;当含水率约达到20 %后,其电阻率随含水率的继续增加而减小的幅度很小;在15 %含水率时,掺灰土电阻率比素土样高;在30 %含水率时,其电阻率低于素土样,而且掺量越大,电阻率越低;由于击实导致土体颗粒的结构重新排列,电阻率在横向上大于竖向;电阻率随着无侧限抗压强度的增加而增加,在电阻率大于50 ?•m时,电阻率随无侧限抗压强度的增加而减小;饱和度、干密度与电阻率呈负指数变化规律,孔隙率、孔隙比与电阻率呈指数变化规律;含水率对于电阻率的影响较为敏感。     

三维地电断面激发极化法有限元数值模拟

用有限单元法求解三维地电断面激发极化法正演模拟算法.首先给出了三维构造中点源电场异常电位的边值问题与变分问题, 简化无穷远边界上的边界条件以提高计算速度及计算精度.以此为基础计算视电阻率对模型电阻率的偏导数矩阵, 并进行三维地电断面激发极化法正演模拟, 与等效电阻率法相比节约了计算时间.对几例较典型的地电模型进行计算, 结果表明本方法是正确可行的.      

岩层变形与破坏电法测试系统研究

利用井下钻孔电阻率法可以动态获得煤层采动过程中上覆岩层变形与破坏发育规律,根据采动进度测取不同时期岩层电场变化特征,可对岩层变形与破坏规律进行全面的分析研究。受现场测试条件所限,顶板单一钻孔所测得的数据具有全空间效应,因此,对岩层破坏定位存在一定的影响,从而降低了对覆岩破坏发育规律的认识能力。通过模型试验及现场测试效果对比,改进单孔电阻率测试方法,采用孔-巷间电阻率CT测试系统,进一步提升了原单一钻孔电法系统数据采集约束性,为电阻率分布反演及“两带”高度判定奠定基础。实际应用结果表明,孔巷电阻率CT测试图像清楚,对岩层受采动影响的破坏特征反应灵敏,提升了对岩层变形与破坏发育的解释能力。     

圆锥型场源瞬变电磁法试验研究

圆锥型场源是一种新型瞬变电磁发射装置,前期理论研究结果显示该装置具有诸多优点。为了进一步验证该装置的实际探测能力,制作了2种装置在地面和煤矿巷道两种环境下开展了试验研究。地面试验结合高密度电阻率法的探测成果,将圆锥型场源和多匝小回线的探测结果进行比较,结果显示,圆锥型场源对不同地层的电性特征刻画更为准确,识别出的1条断层与高密度电阻率成果更为吻合。矿井超前探测试验结果显示,圆锥型场源的低阻区划分更为精细,尤其在工作面方向显示出更强的低阻分辨能力,多匝小回线探测成果中存在1个低阻连通区,经圆锥型场源探测证实为2个不连通的低阻异常。此外,圆锥型场源的发射和接收线框形状和面积更为稳定,对提升瞬变电磁法工作效率和数据质量有较大的帮助。      

水平地层视电阻率测量中的似非而是现象及其实际意义

本文对水平地层电阻率测深中出现的似非而是现象,用线性数字滤波法的计算结果肯定了它的存在,明确了该现象只在具有低阻导电基底的断面上才能产生,并对其物理实质作了定性解释。文中重点研究了临界极距及视电阻率的最在离差与表层电阻率和厚度的定量关系,并对具有低阻导电基底的三层断面,当第一层局部加厚时,用边界元数值方法计算了大于临界极距的对称四极视电阻率剖面曲线,所得结果有力地说明了似非而是现象在资料解释中的实际意义。     

基于钻探约束的瞬变电磁解释方法及应用

随着我国城镇建设的飞速发展,城镇建筑用地范围不断扩大,所面临的近地表地质构造越来越复杂,常规钻探法难以满足地基勘查的需要。为此,基于优势互补理念,将瞬变电磁法空间采样率高、地质信息丰富、地质体横向边界刻画准确等优势与钻探垂向测深精度高、分层定位准确等优势相结合,提出基于钻探约束的瞬变电磁法解释新方法,较好地克服了常规瞬变电磁法计算深度精度不足的局限,提高了视电阻率剖面的纵向解释能力。通过浩金元住宅建设区采空区探测的应用试验,圈定了测区中东部存在一个面积约0.01 km2的采空积水区,中部存在一个面积约0.009 75 km2的非采空区,其他部分均为采空区,取得了良好的应用效果。      

井下高密度电法在矿井防治水的应用——以解决运煤通道底板下沉为例

根据高密度电阻率法的工作原理、装置形式和异常特点,利用井下高密度电法技术对西山煤电运煤通道东曲段底板下沉区域进行探测。探测采用高密度直流电法温纳装置,布置电极总数64路,电极距5m,剖面总长度320m。对采集的数据通过基于圆滑约束最小二乘法反演,获得电阻率成像断面色谱图,结合已知异常地质体的电性特征,对矿井含水层富水性进行评价。解释结果表明运煤通道东曲段底板存在一个低阻异常区,且上下连通,应作为底板水防治的重点区域。该结论已得到钻孔验证。     

坑道掘进瞬变电磁超前探水技术应用分析

坑道掘进前方含水体一直是影响安全生产的主要因素之一,瞬变电磁法在超前探水预报中发挥了重要作用。由于坑道全空间探测条件的特殊性,其测试布置方式对探测结果判断产生一定影响,主要表现在干扰因素剔除、电阻率深度计算、异常体空间判断等内容。为了获得较为可靠的探测结果,通过改进测试布置方式,增加中心线方向竖直测试剖面,与坑道迎头顶板、顺层、底板剖面一起形成四断面法超前测试,增强了对前方含水异常体的空间判断能力。通过与瞬变电磁超前常规探测方式相对比,认为四断面法利用横断面与纵剖面相结合,对地质体判断的优越性较强。现场应用结果表明,该方法在预报测区前方地质异常体时,以低于10 ?•m为低阻异常区判断标准,具有一定的可靠性,能为坑道掘进安全生产提供有效指导。     

花岗岩地区浅部地下水井位的快速确定

文章探讨在花岗岩地区地下水井位的快速定位问题,结合工程实践,采用三极电阻率测深法和天然电场选频法开展综合探测研究。首先实施三极电阻率测深剖面工作,对采集结果进行二维有限元反演研究,获得二维测深断面上低阻导电体的分布规律;在测深剖面上进一步开展天然电场选频法剖面勘探工作,得到低阻含水构造的水平精确位置,并进一步开展选频测深法的实践。后期的成井结果表明:三极电测深勘探成果的剖面异常比较直观,选频法则在异常体的地表水平定位方面比较精确,施工非常方便,两种方法相结合对地下水进行综合勘探是一种行之有效的办法。     

物化探综合信息找矿方法在萤石矿找矿中的应用

福建光泽地区是闽北地区重要的萤石矿成矿远景区,具有寻找隐伏—半隐伏萤石矿的潜力,但是目前该区隐伏—半隐伏萤石矿找矿成果较少。通过对福建光泽地区I号萤石矿预测区开展物化探综合信息找矿方法应用,探讨物化探综合信息找矿方法在隐伏—半隐伏萤石矿找矿中的应用效果。结果表明: 区域水系沉积物测量和大比例尺化探剖面测量圈出的F、Ca等综合异常信息可协助筛选、确定萤石矿找矿目标区; 将高精度磁法测量与视电阻率联合剖面测量相结合,可进一步判断萤石矿控矿构造的位置和规模; 高密度电阻率法测量可协助确定控矿构造的深部延伸情况。地表检查和深部钻探验证表明: 区域化探、高精度磁法测量、视电阻率联合剖面测量和高密度电阻率法测量等物化探综合信息找矿方法组合,可指导隐伏—半隐伏萤石矿的找矿工作。     

物化探综合信息找矿方法在萤石矿找矿中的应用

福建光泽地区是闽北地区重要的萤石矿成矿远景区,具有寻找隐伏—半隐伏萤石矿的潜力,但是目前该区隐伏—半隐伏萤石矿找矿成果较少。通过对福建光泽地区I号萤石矿预测区开展物化探综合信息找矿方法应用,探讨物化探综合信息找矿方法在隐伏—半隐伏萤石矿找矿中的应用效果。结果表明: 区域水系沉积物测量和大比例尺化探剖面测量圈出的F、Ca等综合异常信息可协助筛选、确定萤石矿找矿目标区; 将高精度磁法测量与视电阻率联合剖面测量相结合,可进一步判断萤石矿控矿构造的位置和规模; 高密度电阻率法测量可协助确定控矿构造的深部延伸情况。地表检查和深部钻探验证表明: 区域化探、高精度磁法测量、视电阻率联合剖面测量和高密度电阻率法测量等物化探综合信息找矿方法组合,可指导隐伏—半隐伏萤石矿的找矿工作。     

任意三维地电模型视电阻率异常的边界元法数值解

边界元法(BEM)是一种新的数值方法。由于该法可以降低所研究场问题的维数,因而边界元法较之域型法(FEM和FDM)具有应用简便、数据量少、计算快、精度高等优点。从而,用该法解决了域型法难以实现的三维地电模型视电阻率异常的计算问题。本文论述了用边界无法求解点源场地表水平和起伏下三维地电体位场问题的方法原理和数值处理技术,并给出了若干算例:导电球状矿体上视电阻率数值解与解析解结果;导电球状矿体上不同测线上视电阻率平剖曲线;三维山脊地形下导电椭球状矿体上视电阻率联剖曲线及其地形改正结果等。由本文内视电阻率的边界元法数值解与解析解结果对比的一致性和三维地形校正的显著效果,表明了边界元法是求解任意三维地电模型上位场问题的有效方法。由于用该法实现了对任意三线地质体上空间位场计算,必将推动三维电法勘探工作的开展与深入研究,无疑会对提高电法勘探的地质效果发挥重要作用。