高密度电阻率法探测断裂组织的

高密度电阻率法探测断裂构造的分析0引言近年来我国基础建设飞速发展，各大型项目的建设相继启动。在电厂、水库、公路、铁路等大型特大型工程项目的勘察工作中，为更准确更详尽的查明工程区域内的地层、构造、不良地质作用等地质情况，为工程区域稳定性、适宜性的判定提供可靠的依据，高密度电阻率法已经成为勘察工作中不可缺少的一种物探手段。高密度电阻率法作为一种新型电法物探手段，存在一定的适宜性及局限性。一方面，我们要加深对高密度电阻率法的原理剖析，充分总结和分析其在工程实践中遇到的各种问题，才能够较好的进行工作布置收集到有效的地下信息，对资料做出准确地质解释；另一方面更为重要的是，充分分析探测对象是否具备高密度电阻率法探测的物理条件，这是开展探测工作的物理前提。所以，根据不同的地形地质条件，不同构造所具有的性质采用不同的物探方法，分析高密度电阻率法的适宜工作条件及探测对象的电性条件是获取显著探测效果的关键所在。1电阻率法的基本理论方法[3]电阻率法是以研究在人工电场中由于地质体（或埋藏物）与围岩之间的导电性差异而形成的异常电场为基础，通过观察和研究人工电场的地下分布规律和特点，来实现解决各类地质问题的一组电勘查方法。工作方法一般是先由供电电极向待测对象供电使其产生人为电场，然后使用电阻率探测装置测量待测对象的电阻率，如果所探测的地质异常体引起了电性异常，那么待测地质体的电性数据就会出现异常，从而使地质异常反应出来达到探测的目的。设地下为均匀介质，A、B为供电电极，M、N为测量电极，则M、N之间电位差为：（1）AM、BM、AN、BN为相应电极间的距离，如果令（2）则（3）K称为装置系数，单位为米。下面有几种常用的测量装置：1）二极装置（图1）图1装置系数（4）杰2寒）三极够装置（红图恋2菠）图2勾装置系灰数溉病丽扩箩庙竿捞扇找魔除房颤截恢猎锡盼磁抄默（俗5握）迷3惊）对称无四极装邮置（豆图节3寸）图3且装置系轨数禁津扯摔直略打犬怪括盏拨宿哪党流昏病庙告够监（蜡6欢）总A色、辱M盗、肤N辫、秧B衫在一条武直线上妄而且对形称润于绕M峡N锋之中点史。通常丢采用梯症度排列点方式，洲即随令鸟M玩N歉＜透AO/轧3到，常腰用县AM=躲MN=宋N秋B稍，称为点温纳装碰置。毒4勉）联合较剖面装鸡置（伤图恭4企）图4垄装置系蜂数黄鸣状猴都讯汪迁缠爸肠订距滤混的逝铅惯白遗（牧7扮）季这是一损种无穷绑远极的苦对称双鸡三极装踪置逗，起AO=夹BO悬5参）偶极台装置（摇图论5希）图5载装置系毒数诞瞧毛秩混弊绣摊件授王阴暗刷作曲谨派历罚县（两8裤）骗通常级取矛AB=仆MN=激a雷，并理取众BM=层n第a圣，滥n骂为整数吗。西6终）中间洗梯度装择置（承图极6稀）图6粘由式于虚A网、疮M悬、圾N窃、巨B丈之间的六相对位置置逐点蔑变化，锁因此中傅间梯度摇装置的祥装置系傲数逐点侍不同，端需按下蚀式逐泻点计算扶：微津造挂大签悄秧径遮（本9哄）耳2妈槐高密度景电阻率败法的基观本原理悬及工作勒方法原[4]却电阻率猴法可分冻为电阻昨率测深愚和电阻抛率剖面岂两种基名本方法务。电阻关率测深艰法是通廉过增大捡供电电槽极润（嫁A婚、卧B拉）或测武量电极咸（含M界、喉N疑）的电收极距来火达到逐春步向深封层探测概的目的仆。电阻谅率剖面白法是针汤对某一肤深度将租测量电脖极或整泳个测量棚装置沿变测线逐严点进行隆探测来劈达到测沈点成面驳的目的把。拢高密度虑电阻率德法仍然脏是以岩够、土导免电性差狗异为基彻础，研葱究人工阶施加稳旱定电流悔场的作优用下地壁中传导愉电流分唉布规律纽的一种尘电勘探甩方法。鹿因此它附的理论喇基础与闹常规电敞阻率法辈相同，雷所不同相的是方鲁法技术始。高密岂度电阻丽率法是路集电阻郊率测深例与电阻颗率剖面晓于一体益的一种赌新型高苍密度数说据采集何、阵列齐层析成沉像的电符法勘探户技术，仍野外测酒量时只姜需将全南部电极抱（几十渴至上百灿根）置身于观测斑剖面的塘各测点来上，然收后利用敌程控电绍极转换踩装置和街微机工涛程电测拾仪设置甘不同电蔽极排列词装置进虚行跑极程，实现胜数据的证快速和貌自动采吊集，获妹得丰富忠的地电俘信息，价达到地内质勘探紧的目的沫。脏基本原意理与工推作方法仓如胀图制7咳所示：阁图盟7秒责高密度伴电阻率吼法工作椒原理示功意图滴3续仍工程实矩例叫1茫分析佳3.1气高率工程概扯况鞭辽宁某渐核电舌（六初步可义行性研贸究阶段贯）们岩土工畜程勘察锤项目，阳为查明减拟选厂纺区及周个边范围惊内断裂颂构造的肝位置、往性质和游展布等颗特征，迈在厂区部内布置储数条控雷制性高忽密度电沃法剖面锦，并针衡对搜集泪资料中佩断裂构暮造进行戒追溯布蛇线。下胸面主要丛针对纵略穿厂区乖附近区循域的控蚁制性主帽要断童层伤F划1州进行追终溯探测仿。苹3.2惰元险工作布茅置及探蒙测结果馆首先我瓦们要分及析探测赞对象的拢性质和兄地质条踩件是否粗具备高陡密度电务阻率法毅施测的障物理基王础，并便选择合制适的工耗作方法煮和工作只参数进伟行探测悟。驻根据区稍域资料惑，断孕层尸F写1燥处于厂室区西北易边缘位穿置，走嫌向厦N怜E鬼，延伸聚数公里扁。据区逆调资料古描述吃，弯F皱1稻断层具苍有一定填断距，瓜且两盘诉岩性差细异较大昆。从以间上情况索分析疗，涝F龙1甜断层具述有较好删的电阻和率法物穿性条件规。剪a.属究试验探骗测：晴首先，往我们在蜜未知具付体断距万大小、包是否具上有断层费带及断柴层带宽茶度的情箱况下采包用保守趋工作参闻数进行盼探测。伙为了提枣高探测故分辨率通道间距蜘采劈用采2爷m献，为了远增加测拨线跨度际以至横壳跨断层森共布设前电房极扑9膨0冶道使测拉线总长购度达兽到劳178盗m渐。此次汽高密度层工作模滋式类型固采用温鲁施剖面尸进行逐足点逐层桐探测，度最大探欣测层数已为付1杠5榆层，温括施隔离刑系数渠为推3坦。材此次物疑探工作膝采汉用遣DUK蚀-喉2解型高密耻度电阻傻率法测冶量系统甘（重庆罗地质仪抬器厂）荣进行野守外数据僵采集，销利用酿RES序2DI补NV较反演软钩件进行剧室内数血据处理签和成图价分析。益最后对覆采集数贴据进行罗处理成妈图并作船简要分牙析，根竞据探测坊结果调尖整工作位参数以蠢达到较启好的探登测效果呈完成探庄测目的捞。填图棋8独即为试毛验探测短反演断逗面图（雅图中坐磁标原点动一端为拆第一号观电极处折）。全风化～强风化花岗岩地层浅部冻土第四系土层怀疑断层带位置全风化～强风化花岗岩地层浅部冻土第四系土层怀疑断层带位置旧图罗8柔晚试验测办线反演山断面图废b仅.接分析并致调整方归案径此阶段浮我们只拉为调整换工作布直置及工杜作参数膛对上图信进行分击析判断域。夸图优8至中并没乡有明显橡的由于走断层引贤起的电牺阻率异探常，只刘在图的汁最右端垒有一处闲高阻异子常。在臭探测过戒程中我男们对测斤线地段伸及周围全进行了赌仔细的某观察和匪分析，中结果发舌现探测诵区域沿降测线方跑向地形购有一渐云变起伏矿，特点个为自一煮号电极点沿测线寒方向地告表逐渐秃上隆形毙成一个摸上坡的姜过程。术与地形俩相对照贿测线几衣乎全部向在下坡派位置，买只有测惯线侨9票0秃号电极纯一端仅狭处于地愤形起伏回的过渡赠段即测性线即将底沿地表笋上坡处铸。通过盖我们仔弦细调查礼在测证线典9妥0斥号电极骨一端附超近有一嚷地表冲嫌沟，深盾度虏约喜4大m霉左右，屈在冲沟燃底部发细现了仍插然保留贤有原岩行物质成扭分和原眨始结构拣的全风辆化基岩亩残留层赖，并且瞎通过对铁当地农别业灌溉仿水井调鸟查得出纪，试验补测线附轧近区域带水井大巨多在坡价下地形柴低洼处附并且深贺度较大遭即第四党系土层肌覆盖较都厚，而久坡上地厦势高处雀的农田它内很少桐有灌溉袜用水井绕并有也笨是深度勺很浅，中据当地俗百姓介柔绍坡上抱水井很疤浅便是赖基岩。推断断层带位置柔根据以在上调查核，分析肌推断断直层带很猛可能在叙地形突喘变处，起并且地属表高低欢起伏有两可能是围由于断丑层错动召所引起臣的壶韵。所以喝对工作轿进行如魂下调整竿：道间纹距改类为瓜5剧m尖加大测蕉线跨度革使测线榨长度达炸到素595融m亦并同时颂加深探萝测深度今，一次跨性布己设帅12婚0立道电极老进行连纽续性完泡整探测廉。调整而工作及柴参数后坏探测结垫果如祸图松9血。从图辟中明显批可以看汗出该测腊线出现逢电阻率乏突变异斩常，推短断为断近层破碎誉带，此萍次试验休探测效秤果比较臣理想。推断断层带位置西北西北中风化～微风化花岗岩推断断层带位置全风化～强风化花岗岩推断断层带位置第四系土层中风化～微风化花岗岩推断断层带位置全风化～强风化花岗岩推断断层带位置第四系土层低图壤9慌锈调整后紧测线反遮演断面冈图锦c蜓.砖整体布荣置工作故本次探卧测工作眉在垂直凳断层走谢向上共拐布春置椅2唉条测线魂（包括而试验测粘线）分四别向上欢和向下宴追溯探傲测，来漆确定断交层走向寨和位置嗽并定性枕查明断泽层性质拾。工作兼参数均垄以试验授探测调帜整以后章为准。豪下图为载另一条壶测线反模演断面译图（该吉测线跑冻极起始血方向与吩试验测拿线反向干）。东南全风化～强风化花岗岩中风化～微风化花岗岩全风化～强风化花岗岩推断断层带位置推断断层带位置推断断层带位置第四系土层东南全风化～强风化花岗岩中风化～微风化花岗岩全风化～强风化花岗岩推断断层带位置推断断层带位置推断断层带位置第四系土层求图孙10半穗测姻线谈2鄙反演断坏面图巩3.3化集斩探测结怎果解释巩分析肠从氏图芒9蝶、汁图乐1单0富中很明仅显得可迟以找到屿由于断膝层引起领的电阻棋率异常柔，这两止个图都龙具备共盾同的性绍质，接著下来将艇对其进谱行分析蜂解释：童整个地傻层的电青性特征刘总体上彼来看都愤表现出母均匀的告垂向上夫的分带征性，即盈电阻率害自地表绝随地层止深度加棕深不断串增大，躺并且分遵带均匀面、清晰银无异常鞋电性体舰。鸦图中所晋标注处恋即为断镰层所引踪起的电卫阻率异馋常带。蝇从图中侦可以清厘楚的看屿到，由胁于断层其的错动览造成两黎盘地层策在同一闹深度处沈的电阻乐率大小仓明显不须同，并挪且在断岛层带位寨置电阻面率出现迷了水平则方向（砍或接近倡水平方夸向）上腿的分带万性，这议是地层卵岩性水践平发生剂变化的蚀标志。猴根据测啄线反演脖断面图案可以初思步判断担此断层测为典型件的正断描层，由散于断层捕错动上婶盘下降箩下盘上晶升，造爸成上盘痒下降地撤势变低耻第四系役覆盖层膨沉积加因厚基岩焦埋藏变读深，下淹盘抬升缸遭受外单营力地萍质作用壤的剥蚀纳，基岩古埋藏变它浅，所气以才出售现图中粘断层异阵常处右恳侧即断普层上盘耀岩土体史电阻率犁较低而岗左侧即丘断层下闲盘岩土许体电阻粮率较高震的结果天。何根据以抛上探测贡成果就听可以定房性确定初该断裂努构造的家位置、看倾向、脱倾角等割基本性陈质。戒随后，她根据调糖整参数萍后的试努验测线是探测成捕果图，匠在电阻症率出现梯异常位骑置布置驾了探槽搞，对断偷层进行慧揭露，择结果证帮实了高雪密度电弦法的探衫测结论脑，发现透了断裂餐构造面督。断层下盘（基岩全风化及强风化）断层上盘（第四系覆盖层）断层泥断层下盘（基岩全风化及强风化）断层上盘（第四系覆盖层）断层泥旦图文11读食探槽揭粘露断裂践构造面牧照片技4蕉俊工程实红例膊2旬分析吐4.1遮捞恼工程概肤况祝湖南某酬核电（饮可行性搜研究阶访段）岩掀土工程倡勘察项位目，为泄查明厂裁区内覆愈盖层厚班度及分境布特征淹以及有描无断裂冶破碎带悟、洞穴特等不良满地质现予象，布睛设了数动条高密忠度电法邪测线。惭4.2降淡估工作布报置及探箩测结果杠根据区榆调资料离显示，游厂区内慧有一断捉裂破碎秋带通过槐，东西版走向，着所以高辞密度电酸法测线托大都南铺北向布庄线，同秩时测线病既垂直卫地层走驾向又顺净山脊或插山谷走巾向，消塑除了地窝形起伏商过大对段探测数丘据造成窗的影响窗，这样诵使得测侄线更具誉有探测匹意义。她溜费本次探将测电极顷间膨距多5恋m马，电极尼一次布爹设倦6振0阅道，使根测线总璃长度达母到轻295须m琴，采用诉温施装裤置类型键，温施趁隔离系拢数疑3仓，最大也探测层恼数寒1涛5浊。群此次物御探工作举采群用特DUK证-爆2串型高密冈度电阻药率法测不量系统易（重庆铅地质仪赵器厂）仆进行野水外数据果采集，钢利用吨RES班2DI俯NV贵反演软栗件进行梁室内数励据处理期和成图止分析。偿图坐1繁2伴、站1燃3攻为其中喂两条测档线探测古成果图遍。微风化板岩强风化～中风化板岩中风化含砾砂岩第四系土层及含水丰富的强风化含砾砂岩围岩与断裂带的接触面围岩与断裂带的接触面断裂破碎带微风化板岩强风化～中风化板岩中风化含砾砂岩第四系土层及含水丰富的强风化含砾砂岩围岩与断裂带的接触面围岩与断裂带的接触面断裂破碎带龙图狂12存KG抵D1且0摩测线反终演断面炼图围岩与断裂带的接触面围岩与断裂带的接触面微风化板岩强风化含砾砂岩（地下水水位以上）中风化含砾砂岩微风化含砾砂岩中风化含砾砂岩（地下水水位以下）断裂破碎带围岩与断裂带的接触面微风化板岩强风化含砾砂岩（地下水水位以上）中风化含砾砂岩微风化含砾砂岩中风化含砾砂岩（地下水水位以下）断裂破碎带围岩与断裂带的接触面消图将13允KG拖D5-俯2班测线反许演断面雕图提4.3麦范似探测结着果分析纪解释摔从测而线广KGD剃1撕0广、耽KGD叉5-百2按反演断宽面图可桂以看出忙，测线蒸左半部绩分表现狡为明显端高阻，禽是该测养线探测帮范围内抬致密高盛阻板岩粗所致；你测线右甚半部分言表现明甜显低阻遍，是该牵测线探皱测范围畏内含砾燕砂岩所榴致，该忘岩性岩哨层相对算致密板鸡岩电阻仙率较低候，关键刘因素为刻该地层忆孔隙地轨下水非培常发育案，所以段表现明董显低阻捎。何从图济中掠“寸围岩与湿断裂带揭的接触豆面百”逮所示位吊置可以嘱明显看逼出，该贼处电阻员率等值酷带竖向茂延伸，雪横向排位列，且挤等值带俗宽度很历小，排纷列紧密茎，表现令出明显断的垂向后成层水晶平分带竹规律，喊并且此浴电阻率躺等值密彩集带贯封穿测线撒探测深闹度范围分。由此鬼推断，勤该位置箩为岩性剪突变带爽，从而著造成了超电阻率沈的突变和。朗煌傲根据以趁上探测涝成果就丧可以大刚致确定朽该断裂肌构造的乒位置、案倾向、补倾角、奸断裂带宵宽度等相基本性暴质。同饮时结合杂工程测潜绘坑、攻槽探的侨进一步因证实，典验证了笔高密度灾电法的梦探测结泉论。迷5凤景高密度泡电阻率旋法的适范宜性及厅局限性酿分析许作为以眠地质体徒电性差只异为物午理基础虚的高密丝度电阻桃率法拥辫有其应筒用的适己宜性及师局限性变。我们存只有充浅分分析乒和理解碑了它的绍局限性高和适宜字性才能枯针对不咳同的探树测对象遗和探测送目的采仅取对应华的工作训方法和泪工作参蚀数来达粥到最佳伞的探测冒效果。见接下来盼针对不灵同情况农断裂构堆造的探秘测对高症密度电瓦阻率法窃的适宜问性及局雨限性进烤行分析朱和探讨铺。比舌原则上范断距或竞断层带述具有一酱定规模冈的断层牌，其高衣密度电士法的探裤测效果四会比较戚好。如锤果断层登规模小爹到超过绳了高密败度电法骡的最大兔分辨率韵，那么腾不会有华较显著孩的探测锦效果。填a.野逗当断层希具有一塘定规模袭的断距饭，两盘修地层出忧现了抬豪升和下全降造成饺断层两狼侧岩性博的不一威致，尤塔其是由薪此导致突同一深显度两盘症岩土电损阻率的究不同，蒙这就给争高密度赴电法建上立起了树比较理糟想的物释性基础叛。赖b.食阴当断裂蚊构造具掉有一定残宽度的衬断层带茅，并且持由于断舌层带内根充填物名质的不屿同或蓄绩水情况梨的不同垃造成其豆电阻率鸟明显不蹈同于两集盘围岩凡时，其捕探测结驶果中电含阻率异屡常程度症会比较逆明显。纪但是，怨探测效河果的好井坏更重陵要还