高密度电法测量系统的基本原理

  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。我们利用此法在江西省萍乡市陶瓷产业聚集区开展勘查工作，效果良好。
 

  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。
 

  高密度电法发展概况

  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,勘探能力显着提高。

  关于阵列电探的思想在20 世纪70 年代末期就有人开始考虑实施,英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式,80 年代中期,日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集,只是由于整体设计的不完善性,这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。80 年代后期,我国原地质矿产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方法理论及有关技术问题,也研制成了几种类型的仪器。

  目前,研究高密度电法的方法技术和仪器的主要有中国地质大学等,生产仪器的还有重庆奔腾数控技术研究所等。

  近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显着的社会经济效益。