工程勘察

高密度电法在工程勘察领域的实施探索 

来源:工程勘察 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-07

前言

当前工程项目建设越来越趋向于复杂、恶劣地质环境,为保证工程总体建设质量,需要事先开展科学有效的勘察工作。高密度电法技术在现阶段社会生产中显现出极大优势,如测量速度快、准确度高,可以良好支持工程勘察作业,便于施工人员全面掌握到地质结构和空间分布特征。

1 高密度电法在工程勘察领域中的应用优势

1.1 高密度电法基本情况

应用高密度电法勘察工程,依靠电阻率法基本原理理论。这一技术应用中,不同岩层之间存在着差距较大的电阻率,将电场施加其中,传导岩层间电流会显现出明显的分布规律,由此可以确定出岩层的分布情况和异常底层情况。

高密度电法数据采集系统主要包含:一是主机,发送给多路电极转换器工作指令,完成电极供电工作,接受、存储测量数据[1]。二是多路电极转换器,借助于电缆对于电力系统开展全方位控制工作,着重控制好电极的测量和供电状态。

1.2 应用价值

工程勘察工作是保障工程建设活动顺利开展的重要前提,高密度电法发挥着显著优势。实际应用高密度电法的过程中,能够在测点上集中好所有的电极,借助于程控电极转换器、电测仪,有效采集相关测量数据。这一方式具备较高效率,主要是由于一次性布置好电极的手段,可以自动采集好数据,发挥程序控制的作用,降低了手动操作的失误率,同时还能够开展多次测量工作,针对地电断面信息加以收集。相较于传统电法,高密度电法设置多道电极转换开关,可以自动转换好测量电极,在一次性测量基础上,还能够保证数据测量的精度和分辨率,使得数据测量具备高效性和直观性。使用高密度电法分析室内资料的过程中,使用相关软件,如电法处理辅助软件、Surfer成图软件等,分析、计算已经采集好的数据,并绘制好成图[2]。

2 应用实践

(1)选取合适方法。高密度电法在较多工程项目施工勘察中发挥着重要作用,但是会容易受限于场地范围和地形起伏情况,需要使用到AMN和MNB三级装置。实际应用过程中,电性界面附近会受到电流密度的影响,也就是非线性改变,使得MN极之间的电位差有阶跃,从而导致无法保证测量结果的准确性和可靠性[3]。为保证三级装置具有较强应用效果,实际测量活动进行中,可以使用联合剖面的方法,而在处理数据时,则要按照对称四极装置的方法进行。

(2)解决供电时间和极化补偿问题。开展高密度电法勘察工作的过程中,电极产生极化电位,主要包含地面本身存在着自然电位;地面插入金属电极,电极表面会和土壤之间产生接触电位;电流通过会产生离子迁移现象,而在断电后则会继续扩散离子,进而有电位产生[4]。时间和温度产生变化,电位也会有所变化,通常是在mV(毫伏)级别以上,当检测仪器设备拥有较高分辨率后,会影响到检测作业的实施。高密度电法数据采集速度较快,供电完成后会转换成为测量电极。电极转换的时间较短,极化电位会保持着较慢的下降速度,较大程度上影响到测量结果。

(3)避免其他电性的干扰。勘察工作过程中,高密度电法的应用会受到多种因素的影响,如埋设的电缆、周围高压输电线、线缆等,干扰最终测量结果的方式是电磁感应。干扰源的频率特征会给勘探结果造成改变。为避免其他电性干扰到工程勘察结果,可以使用七点圆滑方法、五点圆滑方法,实施反演处理和成像处理工作[5]。

3 工程勘察案例

某项目地质呈现出单斜构造形式,倾角大约为1°,拥有较为平缓的形状,实际勘探活动环节没有发现有较大断裂构造或者褶曲。使用高密度电法开展勘探工作的过程中,需要采用一系列手段。

首先,科学整理好各项资料。借助于高密度电法,可以获取到充分全面的测量数据,传输到计算机之中,使用BTRC程序,促进数据格式得以合理转变,便于Res2dinv程序和SURFER程序识别。其次,需要做好数据资料解释工作,支持反演计算活动,其中使用Res2dinv程序,实施综合分析和对比各项计算结果工作,及时剔除掉不合适的数据,如电极周围局部不均匀体、地形带来的感染问题,实现去伪存真目标。再者,从工程实际特征出发,选择到匹配其实际状态的等值线间隔和色彩,形成完整性的地图形式,绘制出地质解释剖面示意图。最后,解释好高密度电法所测量好的数据,明确工程建设范围内的相关地质条件和状况,并及时使用四组12个钻孔验证已经圈定好的建设区域,从而合理设置好相应区域,支持建设活动的顺利开展。

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