论高密度电法探测技术及其工程应用

高密度电法在工程勘察中的应用张金利张亮晶一、前言高密度电法原理与常规电法是基本一致的。

之所以称其为高密度，简单地说就是在进行电法测量时，将测点排的相当密，一般只有几米的间距。

高密度电阻率法是80年代中期才出现的，当时是用常规测量方式和测量设备进行高密度电法测量。

随后，程控高密度电极转换器开发成功，实现了高密度电法的高效率数据采集，这可以说是电法勘探的一个飞跃。

和传统电法相比，高密度电法的最大优点是它反映的地电信息量大，利用实测数据就可对整个断面进行反演。

广义地说，这种反演就是电阻率成像。

下面将举例说明，高密度电法用于工程勘察，如应用得当，可收到事半功倍的效果。

二、工程概况勘察场地属山前坡地，基岩埋深浅，用常规勘探方法进行勘探，不利于采用常规的工程钻机钻进。

经充分论证，决定采用高密度电法进行勘探，以探明场地地层分布及起伏情况。

同时，进行坑探取样等，作为对高密度电法勘探的补充和验证。

根据场地特征，在场区布置近东—西向勘探剖面4条（III—III'至VI—VI'剖面），近南—北向勘探剖面1条（II—II'剖面），近东南—西北向勘探剖面1条（I—I'剖面），这6条勘探剖面的布置次序是I—I'剖面至VI—VI'剖面，在勘探区内自北向南布置。

请见“勘探剖面布置图”。

三、勘探方法及仪器设备1、勘探方法采用高密度电法，温纳装置。

2、主要仪器设备DUK—2高密度电法测量系统一套。

分析软件为Li Xiaoqin电阻率层析成像系统。

四、勘探结果分析将外业利用温纳装置采集的高密度电法数据，回室内传输到计算机内，通过电阻率层析成像系统进行分析、成像，再由计算机输出高密度解释剖面图，利用打印机将这些剖面图打印出来。

根据绘制出的高密度地质解释剖面成果，就可分析判断各剖面地层分布及起伏情况。

根据资料整理、分析及开挖验证，场地地质构成基本相似，主要由三部分组成，即自上而下为土夹碎石、基岩风化壳和基岩。

高密度电法在工程物探中的应用摘要：密度激电法法是一种基于传统密度激电法和高密度电法的勘探方法。

本文简要介绍了高密度电法的基本原理、工作方法和特点。

例如，小型煤矿、金属矿和铁矿被用于观测工程设备。

在此基础上，首先阐述了高密度电法的工作原理和工作流程，结合实例分析了高密度电法在工程代理中的应用，以提高勘探代理数据收集效率。

关键词：高密度电法；工程物探；应用研究；现状分析前言：目标体的浅深度和小尺寸是当前工程地质研究中常见的问题。

传统电气剖面或电测深仅允许在铺设电线后在一个注册点进行数据观测，不符合地下管道、防空洞、岩溶等的要求。

用于电气测量中的短距离和高数据采集密度。

与普通电气测量相比，高密度电气测量具有较高的建筑效率。

地理剖面测量提供了二维剖面测量和测深测量，并在最后一次联机后对成千上万个注册点进行数据观测。

近年来，高密度电法迅速发展，广泛应用于工程勘探的各个方面。

1高密度电法概述1.1含义目前，高密度电法是一种广泛使用的地球物理工程方法，其基础是传统的地球物理方法。

它结合了电测和电剪的优点，取其精华，走在它的右边。

高密度电法是先进的地球物理工程法，高密度电法原理与普通电法原理基本相同。

电流I通过电极a和b提供给地面，△V是极m和n之间的电导率差，器件系数设置为k，极m和n中间的电阻系数通过ρ = K·△V/I公式得到，例如在滑移研究中采用高密度电法观察人工监测下的地下稳定点进程，找出其分布规律，并根据分析和研究结果进行研究，找出解决地质技术问题的办法。

高密度电法可直接反演电阻率剖面数据，利用现代反演技术，包括土壤密度、岩体密度分析和边界分析，对工程代理进行研究分析。

该方法可直接反映在电阻率剖面中，因此该方法高密度电法实现了与现代信息技术的有效集成，利用信息技术进行数据收集和处理，自动化程度高。

同时，减少了工作人员的工作量，大大减少了工作人员工作中出错的风险，大大减轻了人力资源的工作量。

高密度电法在工程物探中的应用摘要:近几年，高密度电法由于其经济性、快速性、简易性等优点，在工程勘察中的应用程度越来越广。

本文首先对高密度电法的原理进行了简要描述，并举出应用的实例加以分析，阐述了对反演成果的评价问题，展望了高密度电法大力发展的美好前景。

关键词:高密度电法；工程物探;应用；反演处理前言高密度电法作为一种先进的直流电法勘探技术，具有测点密度高，信息量大，对探测对象不造成损伤，成果直观、准确、高效等特点，己被广泛应用于我国的矿产开发及工程建设中。

而由于地球物理反演方法在不断地完善，高密度电法的电阻率成像水准己经有了很大提高，从曾经的一维跨度到了三维，极精确地的完成了解释精度的跨越。

高密度电法己经相对成熟，具有快速、经济、渐变、有效、应用广泛的优点。

它的应用领域很广，特别是工程物探领域。

1高密度电法工作原理及特征识别1. 1工作原理高密度电法是根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法，是以岩、矿石之间电阻率差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的电场在空间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下不均匀电性体(岩溶、风化层、滑坡体等)的一类勘查地球物理方法。

高密度电法在数据采集过程中组合电阻率剖面和电阻率测深的两种方法观测系统，因而，采集数据量大，数据观测精度高，在电性不均匀体的探测中取得良好的地质效果。

如图1所示，当以地面A1 、B1为供电点，向地下输入电流强度为I的电流时，地下形成稳定电场E，以A1 、B1的中点()为中心，1/3A1 B1长的范围内电场为均匀场，在此范围内安置测量电极M、N得到电位差△U，其中k为装置系数，不同的测量装置的装置系数不同，由此可得视电阻率计算公式:高密度观测系统包括数据的采集和资料处理两部分，现场测量时，只需要将全部电极设置在一定间隔的测点上，观测密度远比常规的电阻率法大，测点间隔一般为1-10m。

采用多芯电缆连接到程控式多路电极开关上，电极开关式一种由单片机控制的电极自动转换装置，可以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。

2007年6月韶关学院学报 自然科学 Jun.2007第28卷 第6期Journal of Shaoguan University Natural Science Vol.28 No.6高密度电法的原理及工程应用邓超文(广东省公路勘察规划设计院,广东广州510507)摘要:介绍了高密度电法的发展、原理及应用.高密度电法具有设备简单、使用方便、准确度高、对工程无破损等特点.经比较分析,其结果与地质资料吻合较好,这为推广应用高密度电法提供了科学合理的依据.关键词:高密度电法;采空区;隧道;探查方法中图分类号:TN915.02 文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2007)06-0065-03高密度电法是采空区、岩溶、断裂构造调查中的有效方法之一,高密度电法兼具剖面法与电测深法的效果,并具有点距小、数据采集密度大、能直接反映基岩起伏状态等优点.高密度电法测量的二维地电断面能较直观地反映基岩界线和基岩构造,能够了解与围岩存在电性差异的断裂构造的发育情况,圈定采空区的范围.1高密度电法发展简介电法勘探的研究始于19世纪初期,1815年首先在英国康瓦尔铜矿上观察到了由矿产生的天然电流场,当时仅限于科学研究,还没有实际应用.到了20世纪为了适应工业发展的需要,矿产资源的开发和科学技术的进步促使电法勘探方法产生并应用到生产实际中.电法勘探是地球物理勘探中的重要方法之一.它是以岩矿石的电性差异为物理基础.电法勘探从产生至今日,得到了广泛的应用并且经过80余年的实践和创新,已经形成了一个理论比较完善、方法多样的地球物理勘探的重要技术手段.但是,通过常规电法获得的信息量很少,所提供的地电断面的结构特征的地质信息极为贫乏,无法对其进行统计处理和解释.近年来随着数理方法的不断进步和计算机技术的发展,使处理大量的数据进行反演成为可能,电法勘探的专家们不断探索新的方法,来解决更加复杂的电法勘探的问题.高密度电法的提出和付诸实施使电法勘探也可以和地震勘探一样采用覆盖方式更快、更准确的采集信息,更高精度的进行多维反演,使电法解释资料更加直观、明了,可以说这一新技术的出现是电法勘探的一大进步.20世纪80年代后期,我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究,从理论与实际结合的角度,进一步探讨并完善了理论及有关技术问题.近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝址及桥墩选址、采空区、岩溶区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的效果[1].高密度电阻率法同常规电阻率剖面法、测深法相比,既能提供探测地质体在某一深度沿水平方向的电性的变化趋势,也能反映地质体在沿垂直方向不同深度电性的变化情况,该方法能从二维水平上反映出探测地质体的电性畸变特征.高密度电阻率法主要有如下优点[2]:(1)电极布设是一次完成,测量过程中无须更换电极,可以防止因电极设置而引起的故障和干扰.(2)能有效的进行多种电极排列方式的参数测定,可以获得较丰富的关于地电结构的信息.(3)数据的采集和收录实现了自动化(或半自动化),不仅采集速度快,收稿日期:2007-04-23作者简介:邓超文(1973-),男,广东阳西人,广东省公路勘察规划设计院工程师,主要从事高速公路工程勘察及研究.而且可避免人工操作引起的误差和错误.(4)可以实现资料的现场实时处理或脱机处理,可以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.(5)与传统的电阻率法相比,成本低、效率高,信息量丰富,解释能力方面显著提高.但是,高密度电法是一种较新的物探方法,需要通过实践应用和总结归纳对该方法进一步完善.2高密度电法的基本原理图1 高密度电阻率法工作原理示意图2.1 高密度电法的工作原理高密度电法的基本工作原理[1]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层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.高密度电阻率法的原理是地下介质间的导电性差异.和常规电阻率法一样它通过A 、B 电极向地下供电流I,然后在M 、N 极间测量电位差 V,从而可求得该点(M 、N 之间)的视电阻率值(图1).根据实测的视电阻率剖面进行计算、分析,便可获得地层中的电阻率分布情况,从而可以划分地层,确定异常地层等.2.2 高密度电法的设备组成高密度电法数据采集系统[1]由主机、多路电极转换器、电极系统3部分组成.多路电极转换器通过电缆控制电极系统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、地质调查资料进行地质解释,图2 高密度电法系统示意图并绘制出物探成果解释图.目前,国内外生产的高密度电法观测系统较多,主要是由多功能数字激电仪、多路电极转换器、高级电法处理软件等部分组成.3应用实例高密度电法是许多普通电法排列、测点的集合,通常将许多电极(一般为60个),按一定极距(一般为1~5m)排列,通过电缆、开关控制箱与测量仪器相连.测量时,测量仪器通过指令控制开关控制箱,以一定的排列顺序将电极转换成供电电极或测量电极.根据不同的电极排列顺序和测量方式,可分为不同的装置方式,以下实例勘察使用装置为:点距5m 、60图3 某隧道高密度电法视电阻率剖面图个电极、排列长295m,滚动覆盖, 排列(温纳装置).近年来,高密度电阻率法被广泛应用于大型高速公路工程中,如:广梧高速公路、西部沿海高速公路、广贺高速公路、韶赣高速公路等等,现举若干工程实例,以说明其应用效果.3.1 应用于隧道工程某隧道高密度电法剖面表现出较规则的高阻、低阻相间异常现象(见图3),其地面位置与地质调查中隧道破碎带露头位置相符,结合地质情况,推测为断裂构造引起,其埋深的隧道线路位置 66 韶关学院学报 自然科学2007年约在10~30m,隧道区地质情况较复杂.该隧道进行了工程地质调绘及钻探,资料表明与高密度电法的勘察结果相吻合.3.2 应用于采空区高密度电法视电阻率拟断面图中对于空洞、裂缝等隐患主要表现为高电阻(如果空洞充水或充泥则表现为低电阻)、低密度和低介电常数等[3,4];对于软弱层或软弱体、渗漏通道等主要表现为低电阻、低密度等.采用高密度电法结合钻孔资料,可以确定若干异常为采空区引起.从图4的探测剖面图看,采空区的发育及规模等特征一目了然,某些钻探未揭露的采空区也反映出来了,这种效果仅靠钻探是无法做到的.图4 某采空区高密度电法视电阻率拟断面图(A)及地质解译图(B)4结束语实践结果表明,该方法对山区、采空区等特殊地区的浅层构造及不良地质均可取得较理想的探查效果,为工程建设提供了可靠依据,节省了勘察费用,具有较高的经济价值.高密度电阻率法有其独特的优越性,也存在局限性和不足之处.如沿线的电力设施、地下管线等都可能引起视电阻率曲线的畸变,影响探测结果的精度,也不能了解岩土的力学性质.由于方法的局限性,异常区不排除由于局部地质体的物性突变(例如大块孤石、劣质碳、炭质页岩夹层等)的影响,需进一步进行钻探验证[2].因此需要与钻探配合方可取得优质高效的勘察成果.参考文献:[1]傅良魁.应用地球物理教程 电法勘探[M].北京:地质出版社,1991.[2]葛如冰,黄伟义.高密度电阻率法在灰岩地区的应用研究[J].物探与化探,1999(1):36-38.[3]王文州.物探技术在高速公路溶岩地区地质勘探中的应用[J].中外公路,1986,21(4):56-58.[4]刘晓东,张虎生,朱伟忠.高密度电法在工程物探中的应用[J].工程勘察,2001(4):64-66.The principle and application of highdensity electrical method techniqueDENG Chao -wen(Highway Survey &Design Institute of Guangdong Province,Guangzhou 510507,Guangdong,China)Abstract :The fundamental principle and application of high-density electrical method are introduced in this article.This me thod has some specialties such as simple equipment,use conveniently,high accuracy and needn t do any harm -less to works.After c omparison and analysis,author found that the outc ome of this method is unanimous with geology da -tum and this end gives scientific,justified evidence for recommendation.Key words :high density electrical method;hollow area in mining;tunnel;exploration method(责任编辑:颜志森) 第6期邓超文:高密度电法的原理及工程应用 67。

论高密度电法探测技术及其工程应用摘要：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。

高密度电法勘探在工程勘察中的应用摘要：作为一种物探方法，高密度电法除了具有测点密度高、测得信息量大、信息较为准确等特点，并且对所测对象不会造成损伤，探测结果较为直观、精准，已广泛应用于矿山、水文、灭火、城市地质等各工程领域本文首先对高密度电法的原理进行了简要描述，接着阐述了告密度电法勘探在工程勘察中是如何运用的。

关键词：高密度电法;工程勘察;应用;反演处理引言随着我国经济的不断发展，国家的基础设施建设越来越完善，大量工程正在如火如荼的进行，同时对工程地质勘察的精度也越来越高，勘察工作也要越做越全面和详细。

而高密度电法以其数据采集量大、工作效率高、成本低、信息丰富、解释方便等优点在水利工程地质勘探中得到了广泛的应用。

但高密度电法仍存在有一定的局限性，仍是从事物探工作要逐步解决、多加研究的课题。

髙密度电法相对于其他勘探技术而言，具有更简便的操作，拥有先进性、经济性等特点，且是一种直流电法勘探技术。

高密度电法勘探目前已经被广泛应用于矿产勘察、石油勘察、地热资源勘察、不良地质现象勘察等领域。

相对于传统的勘探激素而言高密度电法勘探技术具有信息量大，对探测对象所造成的损伤小，测点密度髙等特点。

利用这种勘探方法所得到的数据直观且准确，勘探成果髙效，其在我国工程勘查的运用已经越来越广泛。

1高密度电法工作原理及特征识别1.1工作原理高密度电法集中了电剖面法、电测深等方法的优势，是一种全新的物理勘探方法，该方法不仅提供了地下一定深度范围内电性的横向变化，也提供了垂向电性的变化。

其基本工作原理是利用地下介质构成和分布的不均匀性，会导致发射的电流分布发生相应的变化。

地下介质电位的改变可以转换成相应的电阻率，通过观测记录相关电阻率的差异来研究分析在电阻率在不同空间上的分布特点和变化规律，形成多方位投影数据资料，并最终反演成像，得出隐伏地质构造和岩溶、风化层、滑坡体等地下介质分布情况以及构成的精准结构。

1.2高密度电法大特征识别根据已有地质资料，可以看出，不同岩层有着不同的物理性质。

高密度电法在工程中的实际应用
高密度电法在工程中的实际应用，高密度电法在工程勘察中应用十分广泛,是当今工程物探的一种主要方法。

但由于方法的局限性,受诸多方面的影响,电法异常解释具有多解性。

这就增加了资料解释的难度。

因此,在研判电法异常的同时,还结合地质情况等因素进行综合分析,对异常进行合理,准确解释。

高密度电法和传统的电阻率法相比,其基本原理大致相同。

不的是高密度观测中测点的密度较高,现场测量时,需将全部电极置在一定间隔的测点上只上,然后进行观测。

由于使用电极数量,且可以自由组合,这样我们可以获取的地电信息,可以像地震勘一样,使用覆盖式的测量方式。

与常规电法相比,高密度电法具有下优点:(1)电极一次性布设完全,可以减少干扰和测量的误差;(2)以有效的测量多种电极排列方式进行,获取关于地电结构状态的丰富的地质信息;(3)实现了对数据的自动化全部采集和收录,采速度快,没有人工误差和错误;(4)允许现场对资料实时和脱机处,大大提高了智能化程度。

高密度电法的发展与应用高密度电法的发展与应用一、简介高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Method，HD-EM）是一种地球物理勘探方法，用于获取地下岩石或土壤的电阻率分布，以推断地下构造和含水情况。

它通过电极阵列和电流注入来测量地下电场的分布，并利用数学模型进行解释。

本文将从技术发展、应用范围和未来趋势几个方面探讨高密度电法在科学研究和工程应用中的重要性与前景。

二、技术发展高密度电法起源于地球物理勘探领域的电法方法，它的发展得益于电子技术和计算机科学的进步。

随着传感器技术的提升和数值模型的改进，高密度电法已经成为解析地下结构和水文地质问题的重要工具。

目前，高密度电法已经分为多种测量技术，如大电极面积阵列法、小电极间距阵列法和多频率法。

这些技术的出现使得高密度电法的测量更加准确与高效。

三、应用范围高密度电法在地质学、环境科学和工程领域应用广泛。

在地质学中，高密度电法可用于地下构造和岩石类型的研究，如火山地质、断层研究和矿产资源勘探等。

在环境科学中，高密度电法被用于土壤盐渍化、地下水污染和地下水补给区域的研究。

在工程领域，高密度电法可用于地质灾害评估、基础设施建设和隧道工程等方面。

它的非破坏性、快速性和相对低成本使得高密度电法成为了这些领域中的重要辅助手段。

四、高密度电法的优势与传统电法方法相比，高密度电法具有以下优势：1. 高空间分辨率：高密度电法可以提供更高分辨率的电阻率数据，揭示地下细节更为精确。

2. 快速测量：高密度电法测量速度快，大大提高了数据采集的效率。

3. 数据获取：高密度电法可以获取更多的电场和电流数据，并从中获得更多的信息。

4. 数值模型：高密度电法利用数值模型解释数据，降低了解释的主观性。

五、未来趋势随着电子技术和计算机科学的不断发展，高密度电法仍然具有很大的潜力和前景。

未来的趋势可能包括以下几个方面：1. 仪器技术的改进：随着传感器技术的日益先进，高密度电法的仪器设备将更小巧、高灵敏度和便于携带。

高密度电法的原理与应用1. 简介高密度电法是一种非侵入性地下勘探技术，通过在地下注入高频电流，通过监测地下电阻率来获取地下结构和岩石性质的信息。

该技术具有快速、精确、经济等优势，被广泛应用于地质勘探、水文地质、环境地质等领域。

2. 原理高密度电法的原理基于电流在地下流动过程中的电阻和电导差别。

当电流通过地下不同材质时，不同的岩石和土壤具有不同的导电性质，从而形成不同的电阻。

根据地下不同材质的电阻变化，可以推断出地下的结构和岩石性质。

3. 应用高密度电法广泛应用于以下领域：3.1 地质勘探•矿产资源勘探：高密度电法可以通过监测地下电阻率变化，找到可能的矿床位置。

特定电阻率反映不同矿石的存在，并可以帮助勘探人员进行目标矿床的发现。

•岩土工程：高密度电法可以在岩土工程中确定地层的分布、厚度和性质。

通过分析电阻率剖面，可以识别出地下土层的稠密程度、含水性质等参数，为工程设计提供基本数据。

3.2 水文地质•水资源调查：通过高密度电法，可以评估地下水资源的分布和储量。

地下水与土壤、岩石的导电性质有一定的关联，通过监测电阻率分布可以推测地下水的存在和含水层的性质。

•水文地质勘探：高密度电法可以用于探测地下水文地质条件，如寻找含水层、确定水位埋深等参数。

通过地下电阻率图像的解释，可以有效评估地下水资源的数量和质量。

3.3 环境地质•地下水污染调查：高密度电法可以用于检测地下水中的污染物浓度和分布情况。

不同污染物具有不同的导电性质，通过监测地下电阻率的变化，可以准确判断地下水的污染程度。

•环境监测：高密度电法可以用于监测地下储层的稳定性、溶洞的分布和岩溶地区的环境变化。

通过对电阻率分布的解释，可以判断地下空洞、结构变化等可能对环境产生影响的因素。

4. 优势与局限性4.1 优势•非侵入性：高密度电法可以在不破坏地下结构的情况下获取地下信息，对环境无污染。

•快速高效：高密度电法可以快速获取大范围的地下电阻率数据，并通过数据处理获得地下结构信息。

高密度电法在工程物探中的应用高密度电法作为当前工程物探中常用的方法，具有点距小、数据采集密度大、施工效率高的特点，广泛应用在物探找水、管线探测、岩溶及地质灾害调查等工程物探中。

文章结合高密度电法在工程物探中的相关应用实例，具体分析高密度电法在工程物探中的重要价值。

标签：高密度电法；工程物探；应用引言目标体埋深不大、规模较小等是当前工程地质勘察中常遇到的问题，传统常规的在敷设一次导线后只完成一个记录点的数据观测的电剖面法或电测深法，不能满足地下管道、防空洞、岩溶等对于电法勘察的小点距、高数据采集密度的要求。

和常规的电法勘察相比，高密度电法具有施工效率高的优势，进行地电断面测量能够实现兼具剖面法与测深法的二维测量，能够实现完后一次导线敷设后进行数千个记录点的数据观测工作。

近年来，高密度电法发展较为迅速，在工程物探工程的各个方面得到了广泛应用。

1 高密度电法概述高密度电法的基本工作原理及优势：高密度电法和传统的物探方法相比在工作原理上并没有很大的不同，其属于列阵勘探方法，对高密度的测量点进行了特殊设置，在间隔的测量点上进行电极固定，点距小、施工效率较高、采集的数据准确性高等是高密度电法的主要特点。

高密度电法实现了与当代信息技术的有效结合，利用计算机技术进行数据的采集和处理，自动化程度高。

与此同时，减少了人力工作量，大大降低了人力工作可能造成的误差，同时将人力资源负担大大减轻。

2 高密度电法具体工作方法低频交流电为高密度电法的主要供电模式，地层视电阻率是其测量结果，由此可见，高密度电法实际上属于直流电阻率法。

图1为高密度电法的具体工作框图。

2.1 高密度电法数据采集系统简述主机、多路电极转换器、电极系组成了高密度电法的数据采集系统。

主机的主要任务是接收、存贮测量数据，是通过通讯电缆、供电电缆完成向多路电极转换器发出工作指令，同时向电极供电实现的；多路电极转换器借助电缆实现对电极系各电极的供电与测量状态的控制。

高密度电法在工程物探中的应用经过长时间的发展，我国的电法勘探技术在基础理论、方法技术和应用方面都取得巨大的发展，而高密度电法是八十年代中期发展起来的电法勘探新技术，本文就高密度电法勘探方法进行探讨，以及高密度电法在工程地质中的研究应用。

标签：高密度电法；工程地质；应用一、高密度电法概述（一）基本原理。

其原理为常规电法勘探原理。

因此电阻率剖面法的装置均可用于高密度电阻率法，常用于场地勘察、公路及铁路隧道选线、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝调查、水库渗漏研究、地下水污染调查等环境地质，与传统电阻率法相比快速、高效、自动化、获得的地电信息更丰富。

高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异。

它是通过A，B电极向地下供电流J，然后在M，N极间测量电位差△V，进而求得该记录点的视电阻率值ρS=K△V/I。

根据实测的视电阻率剖面，加以计算、分析、处理，便可以获得地层中电阻率的相关分布情况，从而可划分地层以及圈闭异常等。

现场测量使用的仪器是IYZD-6A多功能直流电法仪，采用的方法是a～排列（温纳），该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列示意图如图1所示。

图1 电极排列示意图（二）工作流程。

高密度电法数据采集系统由主機、多路电极转换器、电极系三部分组成。

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。

我们在工作时，总希望探测深度要深（即AB要大），又不会漏掉小的异常体（即MN要小）。

要提高横向分辨率，就要牺牲它的探测深度，反之亦然。

所以在设计极距时，既要充分考虑探测深度，又要兼顾横向分辨率。

（三）数据处理。

高密度电法的数据处理主要包括两大部分，即数据预处理和数据反演处理。

高密度电法装置类型较多。

各种装置的不同其数据整理过程也不尽相同。

在此以温纳（对称四级）装置为例，即选取AM=MN=NB=a，记录点取在MN的中间，仪器所测视电阻率计算公式为：ps=（KAB×△UMN）I，其中KAB=2xII×a工作电极数为60或120个，电极距选1～5m。

浅谈工程物探中高密度电法的应用在众多工程物探方法中，高密度电法作为应用最广泛的电法勘探方法，具有探测能力强、探测精度高、采集速度快的特点。

其使用直流电供电，一次可布设大量电极，获取数据量大，测量误差小、结果可靠性较高，探测信息丰富，在岩溶勘察、城市管线探测、水坝渗漏勘察、建筑选址地基勘探等中获得不错应用效果。

随着地球物理理论及仪器发展，数据技术的改进，高密度电法勘探技术也在不断提高，从最初的二维断面，逐步发展到三维结构成像，在工程物探中的应用越加广泛。

1 高密度电法的基本原理1.1工作原理高密度电法属于一种电阻率探测方法，根据地下岩土体导电性的不同，通过人工施加电场，分析电场作用下地下地层传导电流的分布规律，推断地下具有不同电阻率的地下地质结构，从而为解决地质问题提供参考。

高密度电法可一次性沿测线同时布设几十到几百根电极，视探测深度和探测目标体的尺度选择电极距及采集装置。

高密度测量系统按选定的供电、测量排列方式自动采集测量电极间的电位值及回路中的电流值。

工作系统如图1所示。

图2高密度电法温纳排列装置测量示意图高密度电法在数据观测装置多达十余种，如温纳、斯伦贝谢、偶极、三极装置等，如图2所示温纳（α）排列装置， AM=MN=NB为一个电极间距，通过AB极供电、MN测量得到一个测点，然后A、B、M、N逐点同时向右移动，测量得到另一个测点；同时电极间距按隔离系数由小到大的顺序等间隔增加，这样不断扫描测量下去，最终得到倒梯形断面。

在实际工作中，由于时间等因素，不可能对每种装置都进行观测，必须有针对性的选择最优装置进行数据采集。

1.2 特征识别不同的地质体具有不同的物理性质，运用物探方法对地下结构进行探测时，需要根据岩层的物理性质，对勘探结果进行合理的分析，高密度电法也必须遵循该原则。

如在岩溶勘察中，围岩与溶洞一般具有电性差异，溶腔充填情况表现出来的电性差异往往不同。

结合地质结构附存物性特征进行高密度电法勘探，是应用该方法的重要基础。

探讨高密度电法技术在隧道工程探测中的应用摘要: 该隧道为某高速公路的控制性工程，隧道埋深大，工程地质条件复杂，施工过程中地质病害频繁发生。

为了预报施工开挖面前方围岩的水文工程地质条件，在地表沿隧道轴线采用长排列、大功率供电的高密度电法系统进行了视电阻率成像探测，探测成果起到了超前预报的作用，指导施工单位提前采取科学、合理的预防措施, 减少了塌方、涌水等工程病害的发生。

关键词: 隧道; 地质病害; 高密度电阻率法1引言随着我国西部大开发战略的实施, 西部地区的铁路、公路、水电等基础建设都呈现出迅速发展的趋势, 在隧道工程施工中, 由于西部地区复杂的地质条件所限，容易出现涌水、突泥、塌方、冒顶等地质病害。

对隧道开挖地的地质信息和病害情况进行准确预测和诊断，就成了工程物探目前面临的主要任务之一。

电阻率法是一种具有广泛应用范围的传统的地球物理勘探方法,如今已从早期的寻找多金属硫化矿床, 逐步发展到寻找地下水、地热、石油天然气、考古、工程地质勘查和进行地下水污染调查等诸多领域, 测量方式也由沿测线不断移动的逐点观测发展到整条剖面布设几十根乃至几百根电极, 仪器和电缆上的电极转换开关都是在计算机控制下进行探测, 可实时显示视电阻率断面图像, 实现了自动化。

2工程概况隧道为某高速公路的控制性工程。

长5083m，最大埋深774m，隧道设计为双洞双车道单面纵坡，进口标高475m，出口标高368m，坡度为-1.8%。

隧道区山大沟深，地形陡峻，属构造剥蚀的中山地貌，地形切割较强烈。

岩性主要为泥岩、粉砂岩、砂岩、页岩、泥灰岩、灰岩、白云岩、石膏及薄煤层。

由于隧道区域地质条件复杂，隧道埋深大，地层多变，地下水丰富。

当隧道进口端开挖面施工至STZK23+625～+640段时洞内发生大的涌水，日涌水量超过10万方。

出口端开挖面施工至STZK26+148时，洞内日涌水量达1.3万方。

开挖面施工至STZK26+124时，发生塌方和泥石流。

226管理及其他M anagement and other高密度电法物探技术及其运用分析张 欣（云南伟力达地球物理勘测有限公司，云南 昆明 650000）摘 要：本文以高密度电法作为研究对象，探索其物探技术运行原理与具体应用。

应用实例为：熔岩勘探、管线探测、水库大坝。

应用范围为：整合数据信息、数据采集、科学布线、确定水源、检测接地电阻。

在研究高密度电法的技术原理与应用适用性基础上，分析其应用性能，为物探工作提供技术保障，提升物探工程的整体安全性。

关键词：整合数据信息；数据采集；管线探测中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）13-0226-2收稿日期：2020-07作者简介：张欣，男，生于1984年，本科，初级工程师，研究方向：资源勘察物探。

高密度电法的技术应用，具有直流性，技术功能为勘探，作为现阶段颇具先进性的物探技术，其应用优势表现为：信息存储能力强、电法密度表现佳、测试效果优异、测试高效等，在国内矿产开发、工程建设等领域获得了广泛发展。

地球物理反演理论获得了成熟化发展，在一定程度上保障了高密度电法技术应用的精准性，使其从一维应用跨度升级至三级，达成深度物探工程的各项目标。

1 技术原理高密度电法作为一种勘测技术，结合水文条件、工程建设、地理环境等勘测需求，以电阻率法为运行核心，分析岩石结构与矿石成分两者之间电阻率存在的差别，结合电场空间分布特征、电场电阻变化规律等因素，精准判定电性体分布情况，总结其不均匀性质。

高密度电法的勘测技术，其应用范围包括岩溶、滑坡等。

地球物理勘察理论融合在此探测技术中，使其在勘察应用时调用较大范围的数据，便于其采集数据。

此探测技术完整融合了若干电阻探测技术，具体包括组合电阻率、测探电阻率等，有效提升勘察获取数据的精准程度，保证地质探测结果的真实性[1]。

假设供电站为A 与B 两个位置，输送电流强度设定为I，从地下方向完成电流输入时，地下电场环境具有稳定性，在A、B 之间的中心点，作为供电核心区域，其1/3位置范围内属于均匀状态，在均匀范围内安置物探测量装置，获取电位差，将此电位差设定为△U，装置系统设为K，测量系数存在差异的话，必然引起电阻率计算结果发生变化。

高密度电法在工程物探中的应用摘要：电法勘探的原理是利用到自然电场或人工电场、磁场或电化学场进行一个详细的测量，并可以通过分析到被测物的磁、电、介电性质和电化学分布进行地质的勘探。

电法勘探以其适应性强、类型多以及勘探效果好等的特点，在水文地质勘查的行业里得到了一个比较广泛的应用以及认可。

本文主要是分析了高密度电阻率法的基本原理及其在工程物探里的应用。

关键字：高密度电法；工程物探；应用技术1、前言中国是一个矿产资源的大国，幅员较为辽阔，矿产的资源丰富。

因为中国地质比较复杂性和多变性，常规电法的勘探已经不能满足到现在实际地质勘探的需要。

为此，一种地质“CT”的方法应运而生并得到了一个较为广泛的应用。

这些年来，高密度电的阻率法在各种地质勘探中发挥了较为重要的作用。

2、高密度电阻率法的基本原理高密度电的阻率法是电法勘探技术的一个分支，属于一种常规电阻率法的范畴。

高密度的电法实际上是高密度电阻率法。

电阻率法与高密度电法的区别在于勘探中观测点的高密度，这是一种阵列勘探的方法。

电测深法研究地下介质在一定深度上的水平变化规律，电测深法的研究地下介质的垂直变化规律。

但因为电剖面法、高密度电阻率法、电测深法以及多参数综合解释相结合到一起的特点，可以有效地弥补到传统电阻率法的不足，只有一个解释和一些测量数据的处理点。

高密度电法结合到了电测深法和电剖面法。

在测量的过程里面，需要在测量段放置几十个或几百个的测量电极，然后用电极转换板和微机进行一个数据的采集。

技术在不断的发展，高密度电法也可以应用于三维成像，大大的提高到了地电剖面测量的精度。

对视电阻率剖面进行了一个全面的计算、处理以及分析，得到了地层的电阻率分布。

与传统的电阻率法相比较的话，高密度电的阻率会多通道电极同时置于探测段，通过人工控制把电流送入地下形成稳定的电场里。

因为电极的广泛应用，电极可以自由的组合到一起，可以覆盖地震勘探等勘探的工作，从而可以提取到更多的地下介质地电信息。

高密度电法在工程物探中的应用摘要:随着我国工程建设的不断发展，高密度电法在工程物探领域的应用范围广阔，在工程物探领域有着举足轻重的地位，使得在地质勘探、岩溶勘探、地质勘探、地层划分等方面的应用日益广泛。

即使目标和围岩之间存在着电性上的差别，高密度电法也可以利用自己的点距离小、大量的信息和高精度来保证探察的结果。

关键词:高密度电法;工程物探;应用前言目前，在工程物探中普遍存在的问题是:埋深不足、规模小。

而电剖面法等传统的测量方法，一般都是以某一点为基础，但在地下管线、防空洞、岩溶等工程中，需要大量的小点距和大量的资料，这就使得传统的电法无法适应目前的工程物探工作。

而充分利用高密度电法，可以在布线后，对数千个记录点进行实时监控，从而实现了深层次的工程物探。

一、高密度电法的概述高密度电法的工作原理与优点为高密度电法与常规的物理勘探方法在原理上并无太大区别，是一种对高密度的测量点特别设置的阵列，将电极固定在一定的间距上，使测量点间距小、施工效率高、采集数据精度高。

高密度电法与现代信息技术相结合，利用计算机技术对数据进行采集、处理，具有较高的自动性。

同时，该方法可以有效地减少人工作业的工作量，从而极大地减少了人工作业带来的错误，并极大地减轻了人力资源的负担。

以高密度电法为实例，高密度电法在滑坡勘察中的应用，该技术的物理依据是土层与岩石的导电率不同，通过观察人工监测的地下稳定点，寻找存在的规律，并进行研究，从而得出相应的解决方案。

高密度电法能够将测井资料直接转换成电阻率剖面，利用现代技术进行工程物探工作，包括岩石的密实度、边界等，利用电阻率剖面可以直观地反映出高密度电法在工程物探中的应用。

另外，由计算机构成的物探系统不是一次可重复利用的，它只需布下相应的线路，然后与相应的数据处理系统相连，即可对数千个探测点进行勘探和监控，所以，高密度电法运行费用更低，所需的人力和资源也更少[1]。

二、高密度电法的工作机制(一)数据采集方法高密度电法的数据采集与相应的计算机系统密切相关，而主机、多电极转换器、电极系等组成部件是数据采集的重要组成部分。

高密度电法的发展与应用一、本文概述随着科学技术的不断进步，地球物理勘探技术也在日新月异地发展。

其中，高密度电法作为一种重要的地球物理勘探手段，在资源勘探、工程勘察、环境监测等领域中得到了广泛应用。

本文旨在全面概述高密度电法的发展历程、基本原理、技术优势，以及在实际应用中的典型案例，展望其未来的发展趋势。

本文将首先回顾高密度电法技术的诞生背景和早期发展情况，阐述其在不同历史阶段的技术特点和主要成就。

接着，文章将详细介绍高密度电法的基本原理和技术特点，包括其数据采集、处理和解释方法，以及相较于传统电法勘探的优势所在。

在应用方面，本文将通过多个实际案例，展示高密度电法在资源勘探、工程勘察、环境监测等领域中的具体应用。

文章还将对高密度电法在实际应用中面临的挑战和问题进行深入讨论，提出相应的解决策略和建议。

本文将对高密度电法的未来发展趋势进行展望，探讨其在新技术、新方法、新应用等方面的潜在可能性，以期为推动高密度电法技术的进一步发展提供参考和借鉴。

二、高密度电法的基本原理高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Tomography, HD-ERT）是一种地球物理勘探技术，它基于电阻率（或电导率）的差异来推断地下介质的结构和性质。

高密度电法的基本原理是在地下施加电流，测量不同位置的电位差，从而推算出地下介质的电阻率分布。

通过电阻率的变化，可以间接推断出地下介质的水文地质特征，如含水层的分布、厚度、埋深等。

在高密度电法测量中，通常使用电极阵列来布置多个电极，形成多个电测深点和电测线。

通过改变电极的排列方式和组合方式，可以获取到丰富的地电信息。

高密度电法的测量方式灵活多样，既可以进行二维剖面测量，也可以进行三维体积测量。

高密度电法的数据处理通常包括电极位置校正、数据整理、反演解释等步骤。

反演解释是其中最关键的一步，它通过一定的数学物理方法，将测量得到的电位差数据转化为地下介质的电阻率分布图像。

高密度电法在工程勘察中的应用高密度电法的应用效率，这是不同于一般直流电法的重要方面，有着信息收集快、应用成本低的优势。

随着科学技术的发展，其应用方法也在逐渐完善，在工程勘察中的应用领域不断拓展，可以探测隐患堤坝、地下溶洞、地质灾害等问题。

本文介绍高密度电法的应用原理，将其在实际工程中的勘察状况进行解析。

标签：高密度电法;工程勘察;应用高密度电法起源于20世纪80年，属于物探新技术。

其应用基于静电场理论，实现地下探测，将探测目标周围介质存在的电性差异进行解读。

这一方法是通过阵列的方式完成高精度测量，将测量数据通过二维反演方法进行处理，结合计算机就能完成图线重塑，保证高分辨率的图像，解读信息量大的工程。

高密度电法应用过程中，具有信息收集快、应用成本低的优势，它的应用方法也在发展过程中逐渐完善，应用领域不断拓展，可以用于探测堤坝隐患、地下溶洞、地质灾害等，在这些方面，探测效果均十分明显。

1、高密度电法的应用原理高密度电法和直流电法的应用原理相同，高密度电法的应用是探测地下目标与周围介质之间的电性差异，属于一种物探勘探技术。

应用过程中对地下进行直流电流加载，在地表用观测仪器观察地下电场分布状况，研究电场分布规律，从而发现地质问题并将其解决。

2、工程研究及分析2.1工程状况工程位于长江南岸三斗坪镇，区域属于构造侵蚀剥蚀中低山峡谷地貌，地势走向由南向东，地面高程区间为67-79m，工程区域的自然斜坡坡角在10。

-25。

之间。

测出电测剖面，剖面长度为180m，极距3m，电性为成层状分布，上层接近是400Ω·m电阻率，层面表现为卵砾石层，电层层级分布不均，黏土、沙电阻率为300～400Ω·m，砾石层300Ω·m。

岩层产状缓和，朝东偏移，如图1.分析电测剖面，剖面长180m，极距3m，电性程度发生变化，松散破碎砂砾角石层500Ω·m.砾石层300～500Ω·m，完整砾石层300m，含水较多。