電法第二章教材

1、第二章第二章 垂向電測(cè)深法垂向電測(cè)深法 電測(cè)深全稱為電測(cè)深全稱為“電阻率垂向測(cè)深法電阻率垂向測(cè)深法”，它是研究垂向地質(zhì)構(gòu)，它是研究垂向地質(zhì)構(gòu)造的重要地球物理方法。造的重要地球物理方法。 電測(cè)深法基本裝置有三種：電測(cè)深法基本裝置有三種： (a)對(duì)稱四極對(duì)稱四極 （b）三極三極 （c）偶極電測(cè)深偶極電測(cè)深 電測(cè)法基本假設(shè)條件電測(cè)法基本假設(shè)條件：地面水平，地下電性層層面水平，：地面水平，地下電性層層面水平，厚度大，各層間電阻率差異明顯，各層內(nèi)電阻率均勻，淺厚度大，各層間電阻率差異明顯，各層內(nèi)電阻率均勻，淺部沒(méi)有明顯的屏蔽層（部沒(méi)有明顯的屏蔽層（高阻或低阻高阻或低阻），層次不能太多。），層次不能太多。

2、將每次所測(cè)的值繪制在坐標(biāo)系中：縱坐標(biāo)表示將每次所測(cè)的值繪制在坐標(biāo)系中：縱坐標(biāo)表示s s值，橫坐標(biāo)表值，橫坐標(biāo)表示示AB/2AB/2，由于電測(cè)法是假設(shè)地面水平，地下電性層層面水平，由于電測(cè)法是假設(shè)地面水平，地下電性層層面水平，厚度大，各層間電阻率差異明顯，各層內(nèi)電阻率均勻，淺部沒(méi)厚度大，各層間電阻率差異明顯，各層內(nèi)電阻率均勻，淺部沒(méi)有明顯的屏蔽層（高阻或低阻），層次不能太多。有明顯的屏蔽層（高阻或低阻），層次不能太多。 電測(cè)深法基本原理圖電測(cè)深法基本原理圖A3 A2 IUKMNsMNANAMK電測(cè)深法實(shí)質(zhì)電測(cè)深法實(shí)質(zhì)： 改變供電電極距改變供電電極距控制測(cè)量深度控制測(cè)量深度 由淺入深測(cè)量，由淺入深

3、測(cè)量，獲得獲得測(cè)點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)處垂向上垂向上電阻率變化電阻率變化 沿測(cè)線定性和定量解釋沿測(cè)線定性和定量解釋獲得各測(cè)線地電斷面資料；獲得各測(cè)線地電斷面資料； 全區(qū)測(cè)線綜合分析全區(qū)測(cè)線綜合分析獲得水平、垂直各向變化綜合資料獲得水平、垂直各向變化綜合資料繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中的電測(cè)深曲線繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中的電測(cè)深曲線一、水平層狀分布的地電斷面和電測(cè)深曲線類型一、水平層狀分布的地電斷面和電測(cè)深曲線類型A A、均勻半空間情況均勻半空間情況電測(cè)深曲線是一條平行于橫軸的直線。電測(cè)深曲線是一條平行于橫軸的直線。B B、二層情況二層情況 D D型曲線和型曲線和G G型曲線型曲線C C、三層情況三層情況 H H型、型、

4、K K型、型、A A型、型、Q Q型型D D、四層情況四層情況 可組合為：可組合為：HAHA、HKHK、KHKH、KQKQ、AAAA、AQAQ、QQQQ、QHQH八種八種E E、多層情況多層情況多層命名方法原則：第一個(gè)字母是前三層曲線類型，第二個(gè)字多層命名方法原則：第一個(gè)字母是前三層曲線類型，第二個(gè)字母是去除第一層的曲線，依次類推母是去除第一層的曲線，依次類推不同類型的電測(cè)深曲線不同類型的電測(cè)深曲線s1AB/21二層電測(cè)深曲二層電測(cè)深曲線示意圖線示意圖AB/2h1性質(zhì)性質(zhì)二層曲線上升或二層曲線上升或下降最陡段下降最陡段( (即過(guò)即過(guò)拐點(diǎn)切線拐點(diǎn)切線) )的斜率的斜率為為 1212 的函數(shù)。的函

5、數(shù)。所有所有G G型曲線型曲線過(guò)過(guò)拐點(diǎn)之切線皆通過(guò)拐點(diǎn)之切線皆通過(guò)第一層特征點(diǎn)第一層特征點(diǎn) O O1 1(h(h1 1， 1 1) )。 2 2 的的G G型曲線型曲線尾段漸近線是與橫尾段漸近線是與橫坐標(biāo)軸呈坐標(biāo)軸呈4545交角交角的一條傾斜直線的一條傾斜直線 AB/2h1121 12值大，曲線值大，曲線陡，表明陡，表明 s隨隨極距變化大極距變化大 12愈小，曲線中愈小，曲線中段愈陡，段愈陡， s隨極隨極距變化愈大距變化愈大O1(h1,1)AB/2 2 3 ）312h3 3K型（型（ 1 3 ）sAB/2h1 1h2 2213h3 3sAB/2h1 1h2 2Q型（型（ 1 2 3 ）123h

6、3 3sAB/2h1 1h2 2A型（型（ 1 2h1+h2h12=2/13=3/2v2=h2/h1相對(duì)相對(duì)厚度厚度相對(duì)相對(duì) 電阻率電阻率三層曲線三層曲線中低中低中高中高上升上升下降下降三層電測(cè)深曲線的等值性三層電測(cè)深曲線的等值性理理論論上上實(shí)實(shí)踐踐中中電測(cè)深電測(cè)深曲線曲線根據(jù)電場(chǎng)分布的唯一性定理根據(jù)電場(chǎng)分布的唯一性定理地電斷面地電斷面層參數(shù)確定層參數(shù)確定一一對(duì)應(yīng)一一對(duì)應(yīng)一組層參數(shù)對(duì)應(yīng)唯一一條電測(cè)深曲線不同層參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的電測(cè)深曲線參數(shù)不同而形狀相同的參數(shù)不同而形狀相同的H H型型( (或或A A型型) )曲線，其第二曲線，其第二層的縱向電導(dǎo)層的縱向電導(dǎo) 相同相同參數(shù)不同而形狀相同的參數(shù)不同而

7、形狀相同的K K型型( (或或Q Q型型) )曲線，其第二曲線，其第二層的橫向電阻層的橫向電阻 相同相同中間中間層的層的等值等值性性S等值T等值23橫向電阻橫向電阻第二層中的電流近似與層面平行，其對(duì)地中電流分布所起的作用，第二層中的電流近似與層面平行，其對(duì)地中電流分布所起的作用，主要由該層的縱向電導(dǎo)主要由該層的縱向電導(dǎo)S S2 2所決定所決定 第二層中的電流近似與層面垂直，其對(duì)地中電流分布所起的作用，第二層中的電流近似與層面垂直，其對(duì)地中電流分布所起的作用，主要由該層的橫向電阻主要由該層的橫向電阻T T2 2所決定所決定 等值現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì) S等值等值T等值等值等值性范圍與v2有關(guān)。v2值愈小

8、，第二層愈薄，等值性作用范圍愈寬 若h2很大，s曲線中段可達(dá)到s=2漸近值，此時(shí)無(wú)等值性等值性范圍還和12，23值有關(guān)。其值與1相差愈大，等值范圍也愈大 三層曲線的等值性在電測(cè)深曲線的定量解釋中有十分重要的意義 等值性范圍等值性范圍其中：其中： v2=h2/h1 12=2/1曲線形狀決定于相對(duì)電阻率曲線形狀決定于相對(duì)電阻率 1212， 2323及相對(duì)厚度及相對(duì)厚度v v2 2；曲線在坐標(biāo)系中的位置決定于第一層的特征；曲線在坐標(biāo)系中的位置決定于第一層的特征點(diǎn)點(diǎn)O O1 1(h(h1 1， 1 1) )。曲線前支和尾段均有漸近線：前支漸近線為曲線前支和尾段均有漸近線：前支漸近線為 s s 1 1的

9、水平直線；尾段漸近線與的水平直線；尾段漸近線與 3 3值有關(guān)；值有關(guān)； 3 3為為有限值，尾段以有限值，尾段以 s s= = 3 3的水平直線為漸近線，的水平直線為漸近線， 3 3 時(shí)，尾段漸近線為與橫軸呈時(shí)，尾段漸近線為與橫軸呈4545交角的傾斜交角的傾斜直線。直線。三層曲線的前半段與層參數(shù)為三層曲線的前半段與層參數(shù)為 1 1，h1h1， 2 2的二的二層曲線相近；后半段與第一、二層的層曲線相近；后半段與第一、二層的代替層代替層和基和基巖所組成的二層曲線相近。巖所組成的二層曲線相近。H H、A A型三層曲線具有型三層曲線具有S S等值性等值性；K K、Q Q型三層曲線型三層曲線具有具有T T

10、等值性等值性。三層曲線的性質(zhì)三層曲線的性質(zhì)理論曲線量板理論曲線量板坐標(biāo)系：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)表達(dá)式：坐標(biāo)系：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)表達(dá)式： 1lg2lglgsABs二層曲線二層曲線量板量板理論曲線量板理論曲線量板坐標(biāo)系：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)坐標(biāo)系：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中函數(shù)表達(dá)式：表達(dá)式： )2, 2, 3, 2(lglgABfs三層曲線三層曲線量板量板)2lg, 2, 3, 2(ABF多層電測(cè)深曲線多層電測(cè)深曲線命名示意圖命名示意圖通常將三層以上的水平地層斷面統(tǒng)稱為通常將三層以上的水平地層斷面統(tǒng)稱為n n層斷面層斷面 相應(yīng)的電測(cè)深曲線成為相應(yīng)的電測(cè)深曲線成為n n層曲線層曲線 n n層曲線類型命名方法：一

11、般將其逐段分成層曲線類型命名方法：一般將其逐段分成(n-2)(n-2)個(gè)個(gè)三層曲線，將各三層曲線的類型符號(hào)按順序組合起來(lái)，三層曲線，將各三層曲線的類型符號(hào)按順序組合起來(lái)，就是就是n n層曲線類型。層曲線類型。n n層曲線總共有層曲線總共有2 2n-1n-1種曲線類型。如，四層曲線有種曲線類型。如，四層曲線有8 8種種類型，五層曲線共有類型，五層曲線共有1616種類型，種類型，。 四層電測(cè)深曲線四層電測(cè)深曲線n n層曲線形狀層曲線形狀決定于各相對(duì)電阻率和相對(duì)厚度決定于各相對(duì)電阻率和相對(duì)厚度n n層曲線在層曲線在坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)系中的位置決定于第一層特征點(diǎn)決定于第一層特征點(diǎn)O1(h1,O1(h1

12、, 1 1) )n n層電曲線的首、尾也分別有層電曲線的首、尾也分別有漸近線漸近線。首支漸近線為。首支漸近線為 s s= = 1 1的水平直線；尾支漸近線與的水平直線；尾支漸近線與 n n有關(guān)，有關(guān)， n n為為有限值，尾段以有限值，尾段以 s s= = n n的水平直線為漸近線；的水平直線為漸近線； n n ，尾段漸近線為，尾段漸近線為4545傾斜直傾斜直線，其與線，其與 s s=1=1的橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)之橫坐標(biāo)為基巖以上所有的橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)之橫坐標(biāo)為基巖以上所有(n-1)(n-1)層地層的縱向電導(dǎo)之和，稱為總縱向電導(dǎo)層地層的縱向電導(dǎo)之和，稱為總縱向電導(dǎo)S,S,有有n n層曲線可分段看成三層曲線的

13、組合。各個(gè)三層單元曲線層曲線可分段看成三層曲線的組合。各個(gè)三層單元曲線所具有的等值性同樣會(huì)反映到整個(gè)所具有的等值性同樣會(huì)反映到整個(gè)n n層曲線中來(lái)。層曲線中來(lái)。 如如HAKHAK型五層電測(cè)深曲線具有型五層電測(cè)深曲線具有S2S2、S3S3、和、和T4T4等值性。等值性。A A、傾斜界面上的電測(cè)深曲線、傾斜界面上的電測(cè)深曲線 兩種電阻率地層的分界面為傾斜；兩種電阻率地層的分界面為傾斜； 電測(cè)深曲線形狀與電測(cè)深曲線形狀與 1212及及界面傾角界面傾角 有關(guān)，有關(guān)， 還與布極方向有關(guān)還與布極方向有關(guān) B B、球體上的電測(cè)深曲線、球體上的電測(cè)深曲線 電測(cè)深曲線較水平層復(fù)雜。電測(cè)深曲線較水平層復(fù)雜。 曲線

14、形態(tài)與有限形體的導(dǎo)電性有關(guān)，曲線形態(tài)與有限形體的導(dǎo)電性有關(guān)， 還與測(cè)深點(diǎn)位置和拉線方向有關(guān)。還與測(cè)深點(diǎn)位置和拉線方向有關(guān)。 非水平層的電測(cè)深曲線非水平層的電測(cè)深曲線A、傾斜界面上的電測(cè)深曲線、傾斜界面上的電測(cè)深曲線ABAB平行傾斜地層走向平行傾斜地層走向曲線形狀與二層水平曲線形狀與二層水平斷面斷面 s s曲線相似，難區(qū)曲線相似，難區(qū)分；分；曲線左支與水平層曲曲線左支與水平層曲線相似，漸近線為線相似，漸近線為 1 1，據(jù)此可求得據(jù)此可求得h h測(cè)點(diǎn)到測(cè)點(diǎn)到傾斜面的垂直距離傾斜面的垂直距離。曲線右支曲線右支 s s值比同參值比同參數(shù)水平層曲線右支低得數(shù)水平層曲線右支低得多。多。 2 2 不再有與橫

15、軸成不再有與橫軸成4545角的漸近線。而是趨于角的漸近線。而是趨于某一有限的某一有限的 s s值。值。 角增大，角增大， s s值變小，這是由于值變小，這是由于高阻介質(zhì)排斥電流作用逐漸減弱的結(jié)果。高阻介質(zhì)排斥電流作用逐漸減弱的結(jié)果。ABAB垂直傾斜地層走向垂直傾斜地層走向 2 2 尾支尾支曲線超過(guò)曲線超過(guò)4545上升；上升；理論計(jì)算表明，對(duì)于高阻分界面理論計(jì)算表明，對(duì)于高阻分界面 2 2 ，水平層水平層理論解釋傾斜層實(shí)測(cè)曲線，界面傾角愈大，解釋理論解釋傾斜層實(shí)測(cè)曲線，界面傾角愈大，解釋結(jié)果誤差也愈大。結(jié)果誤差也愈大。若傾角小于若傾角小于2020，當(dāng)作水平層解，當(dāng)作水平層解釋誤差不會(huì)超過(guò)釋誤差不

16、會(huì)超過(guò)20%20%。垂直分界面電測(cè)深曲線垂直分界面電測(cè)深曲線傾斜層傾角為傾斜層傾角為90AB平平行行接接觸觸面面布布極極 1212AB/210DAB垂直接觸面布極垂直接觸面布極AB/2D12=0.5D=D極大值極小值10DAB/2DAB/210D)(10D)，恰相反，平行界面布極的畸變大得，恰相反，平行界面布極的畸變大得多，若多，若 2 2為低阻，畸變更大。為低阻，畸變更大。布極方向與界面斜交時(shí)，曲線形狀變化介于上述兩者之間布極方向與界面斜交時(shí)，曲線形狀變化介于上述兩者之間B、球體上的電測(cè)深曲線、球體上的電測(cè)深曲線球體電阻率20，球心埋深h02r0AB布極方布極方向保持向保持與與AB與球心與球

17、心對(duì)稱對(duì)稱Y布極方布極方向平行向平行測(cè)點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)與球心在球心在地面投地面投影點(diǎn)的影點(diǎn)的連線連線 2層曲線形狀3層曲線形狀2層曲線形狀尾支漸近線不同簡(jiǎn)單視電阻視電阻率反映率反映的是的是AB/6電電極距的極距的深度深度 s極小與球心重合最好 認(rèn)識(shí)：認(rèn)識(shí)：在有限大小的地質(zhì)體上進(jìn)行電測(cè)深時(shí)，電測(cè)深曲線較水平層復(fù)雜。曲在有限大小的地質(zhì)體上進(jìn)行電測(cè)深時(shí)，電測(cè)深曲線較水平層復(fù)雜。曲線形態(tài)不僅與有限形體的導(dǎo)電性有關(guān)，還與測(cè)深點(diǎn)位置和布極方向有關(guān)。線形態(tài)不僅與有限形體的導(dǎo)電性有關(guān)，還與測(cè)深點(diǎn)位置和布極方向有關(guān)。 A A、起伏地形上的電測(cè)深曲線起伏地形上的電測(cè)深曲線 B B、各向異性介質(zhì)電測(cè)深曲線各向異性介質(zhì)電測(cè)深

18、曲線 復(fù)雜條件下的電測(cè)深曲線復(fù)雜條件下的電測(cè)深曲線A、起伏地形上的電測(cè)深曲線、起伏地形上的電測(cè)深曲線極大值3aa3aa認(rèn)識(shí)：認(rèn)識(shí)：山脊山脊地形影響大于地形影響大于山谷山谷地形地形同一地形，同一地形，垂直地形走向布極垂直地形走向布極的地形異常較的地形異常較平行平行走向布極時(shí)走向布極時(shí)為大，且前者隨極距變化的幅度大，為大，且前者隨極距變化的幅度大，而后者隨極距變化較平穩(wěn)。而后者隨極距變化較平穩(wěn)。斜坡斜坡中部測(cè)點(diǎn)的地形異常較小，中部測(cè)點(diǎn)的地形異常較小，山頂山頂或或谷底谷底測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)異常最大。異常最大。地形異常地形異常主要出現(xiàn)在主要出現(xiàn)在AB/2AB/2小于小于3a3a的極距上。的極距上。 平行走向布極

19、，主要出現(xiàn)在平行走向布極，主要出現(xiàn)在AB/2aAB/23aAB/23a后，無(wú)論山脊或山谷，無(wú)論平行或垂后，無(wú)論山脊或山谷，無(wú)論平行或垂直地形走向布極，地形異常均很小。直地形走向布極，地形異常均很小。B、各向異性介質(zhì)電測(cè)深曲線、各向異性介質(zhì)電測(cè)深曲線電阻率幾電阻率幾何平均值何平均值 非各向同非各向同性系數(shù)性系數(shù) 將非各向同性介質(zhì)水平層電測(cè)深曲線按照均勻各向?qū)⒎歉飨蛲越橘|(zhì)水平層電測(cè)深曲線按照均勻各向同性水平層狀電測(cè)深曲線進(jìn)行解釋時(shí)，所得電阻率為同性水平層狀電測(cè)深曲線進(jìn)行解釋時(shí)，所得電阻率為各層電阻率的幾何平均值各層電阻率的幾何平均值 m1m1、 m2m2、，各層厚度為，各層厚度為 1 1h h1

20、 1、 2 2h h2 2、。各層厚度分別除以相應(yīng)非各向同性系。各層厚度分別除以相應(yīng)非各向同性系數(shù)后，方可得到真厚度。數(shù)后，方可得到真厚度。一 、測(cè)區(qū)和測(cè)網(wǎng)密度的選擇二、電極距的選擇1、 供電電極距AB的選擇2、 測(cè)量電極距MN的選擇三、幾種主要干擾和消除的辦法 一、測(cè)區(qū)測(cè)網(wǎng)的選擇一、測(cè)區(qū)測(cè)網(wǎng)的選擇 野外工作首先確定測(cè)區(qū)位置、范圍和測(cè)網(wǎng)密度。 測(cè)區(qū)范圍一般應(yīng)大于被勘探地質(zhì)體所在構(gòu)造單元的分布范圍，以保證勘測(cè)資料中平面和剖面上有完整的反映。 測(cè)線方向應(yīng)盡可能垂直于地層或者構(gòu)造的走向。測(cè)線方向應(yīng)盡可能垂直于地層或者構(gòu)造的走向。 二、電極距的選擇二、電極距的選擇 1、供電電極距AB的選擇 （1）最小

21、AB/2的選擇必須保證首支漸近線（s1）明顯。即AB/2minh1； （2）最大AB/2的選擇必須保證曲線完整反映最大勘探深度的目的層或基底標(biāo)志層，且尾支漸近線至少有三個(gè)極距點(diǎn)控制。最大電極距要大于探測(cè)層埋深H，即AB/2maxH。 （3）相鄰兩個(gè)供電電極距之比通常為0.51.5。 2、測(cè)量電極距、測(cè)量電極距AB的選擇的選擇 測(cè)量電極距測(cè)量電極距MN的選擇：的選擇：AB/3MNAB/30 一般取一般取MN/AB為為1/10或或1/5三、幾種常見(jiàn)干擾及消除方法三、幾種常見(jiàn)干擾及消除方法 1、接地電阻、接地電阻 2、電極極化、電極極化 3、漏電問(wèn)題、漏電問(wèn)題 4、游散電流干擾、游散電流干擾 3 電

22、測(cè)深資料的定性解釋電測(cè)深資料的定性解釋一一 、定性解釋、定性解釋 是定量解釋和推斷地質(zhì)成果的基礎(chǔ)，其正確性直接關(guān)系到定是定量解釋和推斷地質(zhì)成果的基礎(chǔ)，其正確性直接關(guān)系到定量解釋的結(jié)果和地質(zhì)結(jié)論的可靠性。量解釋的結(jié)果和地質(zhì)結(jié)論的可靠性。 包括：包括：對(duì)電性資料的研究，由鉆孔資料和孔邊測(cè)深曲線對(duì)比。對(duì)電性資料的研究，由鉆孔資料和孔邊測(cè)深曲線對(duì)比。 繪制和分析各種定性解釋圖件，等繪制和分析各種定性解釋圖件，等s s斷面圖，斷面圖， s曲線類型曲線類型圖等。圖等。二、定量解釋二、定量解釋主要任務(wù)是分析和研究勘探區(qū)的電測(cè)深曲線和地質(zhì)剖面之間的關(guān)主要任務(wù)是分析和研究勘探區(qū)的電測(cè)深曲線和地質(zhì)剖面之間的關(guān)系，

23、并結(jié)合已知的地質(zhì)、鉆探和測(cè)井資料對(duì)定性圖件綜合分析，系，并結(jié)合已知的地質(zhì)、鉆探和測(cè)井資料對(duì)定性圖件綜合分析，得到結(jié)論。得到結(jié)論。 運(yùn)用理論曲線對(duì)電測(cè)深曲線進(jìn)行對(duì)比求解的方法。在運(yùn)用理論曲線對(duì)電測(cè)深曲線進(jìn)行對(duì)比求解的方法。在已知各層電阻率和厚度的水平層狀地電斷面上，根據(jù)電測(cè)深的已知各層電阻率和厚度的水平層狀地電斷面上，根據(jù)電測(cè)深的理論計(jì)算公式，計(jì)算出許多理論曲線，把它們按層數(shù)和斷面類理論計(jì)算公式，計(jì)算出許多理論曲線，把它們按層數(shù)和斷面類型分類組成曲線簇及曲線冊(cè)叫做型分類組成曲線簇及曲線冊(cè)叫做“量板量板”。v水文電測(cè)深曲線的定性分析水文電測(cè)深曲線的定性分析一、曲線類型分析一、曲線類型分析1、第四系

24、含水層電測(cè)深曲線、第四系含水層電測(cè)深曲線2、基巖含水構(gòu)造在電測(cè)深曲線上的反映、基巖含水構(gòu)造在電測(cè)深曲線上的反映二、電測(cè)深曲線特征分析二、電測(cè)深曲線特征分析第四紀(jì)松散沉第四紀(jì)松散沉積層中，一般積層中，一般干砂、礫石層干砂、礫石層電阻率最高，電阻率最高，砂土、粉砂土、砂土、粉砂土、亞粘土次之，亞粘土次之，粘土電阻率最粘土電阻率最低。低。水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生變化時(shí)，規(guī)律會(huì)發(fā)生變規(guī)律會(huì)發(fā)生變化，高礦化度化，高礦化度水的礫石層比水的礫石層比含淡水砂層電含淡水砂層電阻率要低很多。阻率要低很多。第四紀(jì)含水層電測(cè)深曲線類型第四紀(jì)含水層電測(cè)深曲線類型 第四系含水砂礫石層在電測(cè)深曲線上的反映有

25、時(shí)為第四系含水砂礫石層在電測(cè)深曲線上的反映有時(shí)為低阻層有時(shí)為高阻層，具體則由勘探區(qū)的水文地質(zhì)條低阻層有時(shí)為高阻層，具體則由勘探區(qū)的水文地質(zhì)條件以及含水層與上、下巖層電阻的相對(duì)差異所決定。件以及含水層與上、下巖層電阻的相對(duì)差異所決定?；?guī)r中的含水巖溶裂隙在電測(cè)深曲線尾支灰?guī)r中的含水巖溶裂隙在電測(cè)深曲線尾支漸近線上，可呈現(xiàn)漸近線上，可呈現(xiàn)小幅度小幅度的的波狀波狀或或臺(tái)階狀臺(tái)階狀的畸變。的畸變。 電測(cè)深曲線特征包括：電測(cè)深曲線特征包括：首尾支漸近線、漸近線分首尾支漸近線、漸近線分離點(diǎn)的位置、極值點(diǎn)橫縱坐標(biāo)、尾支漸近線與橫軸的離點(diǎn)的位置、極值點(diǎn)橫縱坐標(biāo)、尾支漸近線與橫軸的夾角、曲線異常的幅度及寬度夾角

26、、曲線異常的幅度及寬度等。等。 電測(cè)深曲線特征分析電測(cè)深曲線特征分析 由電測(cè)深曲線首、尾支漸近線可以確定出第一層和由電測(cè)深曲線首、尾支漸近線可以確定出第一層和最后一層的電阻率值。在工程地質(zhì)勘察中，通過(guò)最后一層的電阻率值。在工程地質(zhì)勘察中，通過(guò)首支漸首支漸近線的變化近線的變化可以了解可以了解表層巖層的均勻性表層巖層的均勻性。在勘察巖溶水。在勘察巖溶水的工作中，研究的工作中，研究尾支漸近線尾支漸近線的變化規(guī)律可以推斷的變化規(guī)律可以推斷巖溶裂巖溶裂隙發(fā)育程度及含水性隙發(fā)育程度及含水性。若尾支漸近線呈。若尾支漸近線呈450正常上升，正常上升，說(shuō)明說(shuō)明巖溶裂隙不發(fā)育巖溶裂隙不發(fā)育；若尾支漸近線在一定范圍

27、的相鄰；若尾支漸近線在一定范圍的相鄰測(cè)點(diǎn)中有測(cè)點(diǎn)中有規(guī)律出現(xiàn)畸變規(guī)律出現(xiàn)畸變，或者與橫軸夾角發(fā)生有規(guī)律性，或者與橫軸夾角發(fā)生有規(guī)律性的變化，則說(shuō)明可能有含水巖溶裂隙的存在。的變化，則說(shuō)明可能有含水巖溶裂隙的存在。v常常用用定定性性圖圖的的編編制制與與解解釋釋電測(cè)深曲線類型圖編制方法電測(cè)深曲線類型圖編制方法曲線類型圖是由地電斷面的性質(zhì)決定的。曲線類型圖是由地電斷面的性質(zhì)決定的。編制方法：編制方法：一、在工作區(qū)測(cè)點(diǎn)分布平面圖的各測(cè)點(diǎn)位置處，一、在工作區(qū)測(cè)點(diǎn)分布平面圖的各測(cè)點(diǎn)位置處，繪制該點(diǎn)縮小了的電測(cè)深曲線，并在首尾部注繪制該點(diǎn)縮小了的電測(cè)深曲線，并在首尾部注明實(shí)測(cè)視電阻率值；明實(shí)測(cè)視電阻率值；二

28、、在測(cè)點(diǎn)旁邊標(biāo)注相應(yīng)電測(cè)深曲線類型符號(hào)二、在測(cè)點(diǎn)旁邊標(biāo)注相應(yīng)電測(cè)深曲線類型符號(hào)等視電阻率斷面圖編制方法等視電阻率斷面圖編制方法 等視電阻率斷面圖反映測(cè)線剖面橫向和縱向上電等視電阻率斷面圖反映測(cè)線剖面橫向和縱向上電性變化趨勢(shì)，是電測(cè)深資料解釋中必備的圖件之一。性變化趨勢(shì)，是電測(cè)深資料解釋中必備的圖件之一。等視電阻率斷面圖繪制方法：等視電阻率斷面圖繪制方法： 以測(cè)點(diǎn)為橫坐標(biāo)，以測(cè)點(diǎn)為橫坐標(biāo)，AB/2為縱坐標(biāo)，把每個(gè)測(cè)點(diǎn)上為縱坐標(biāo)，把每個(gè)測(cè)點(diǎn)上各電極距觀測(cè)的視電阻率值標(biāo)注在相應(yīng)當(dāng)各電極距觀測(cè)的視電阻率值標(biāo)注在相應(yīng)當(dāng)AB /2處，處，然后采用插值法，將視電阻率值相等的點(diǎn)連成互不相然后采用插值法，將視電

29、阻率值相等的點(diǎn)連成互不相交交 的圓滑曲線即可。的圓滑曲線即可。測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)AB/22015253030352525203010視電阻率斷面圖s等值線斷面圖不等厚低阻層不等厚低阻層不等厚低阻層不等厚低阻層高阻透鏡體高阻透鏡體不等厚高阻層不等厚高阻層垂直單界面垂直單界面高阻直立薄脈高阻直立薄脈高阻一側(cè)高阻一側(cè)等值線密等值線密傾斜單界面傾斜單界面低阻直立低阻直立厚脈厚脈等視電阻率、等等視電阻率、等S平面圖編制方法平面圖編制方法 等視電阻率平面圖反映測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層（含水等視電阻率平面圖反映測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層（含水層）分布情況，是電測(cè)深資料解釋中必備的圖件之一。層）分布情況，是電測(cè)深資料解釋中必備的圖件

30、之一。等視電阻率平面圖繪制方法：等視電阻率平面圖繪制方法： 將測(cè)點(diǎn)繪制在測(cè)區(qū)工作比例尺平面圖上，在測(cè)點(diǎn)將測(cè)點(diǎn)繪制在測(cè)區(qū)工作比例尺平面圖上，在測(cè)點(diǎn)旁標(biāo)注一定電極距（即旁標(biāo)注一定電極距（即AB/2 ）觀測(cè)的視電阻率值，）觀測(cè)的視電阻率值，然后采用插值法，將視電阻率值相等的點(diǎn)連成互不相然后采用插值法，將視電阻率值相等的點(diǎn)連成互不相交交 的圓滑曲線即可。的圓滑曲線即可。 電極距電極距AB/2的選擇與勘探深度有關(guān)，主要應(yīng)使含水的選擇與勘探深度有關(guān)，主要應(yīng)使含水層和含水構(gòu)造、基巖起伏等勘探目的大構(gòu)造形態(tài)或分層和含水構(gòu)造、基巖起伏等勘探目的大構(gòu)造形態(tài)或分布規(guī)律在圖中能夠清晰反映出來(lái)。布規(guī)律在圖中能夠清晰反映

31、出來(lái)?？v向電導(dǎo)縱向電導(dǎo)S S剖面圖剖面圖縱向電導(dǎo)縱向電導(dǎo)S S平面圖平面圖- -等等S S圖圖測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)測(cè)線測(cè)線S值的變化反映高阻基底值的變化反映高阻基底的起伏情況。的起伏情況。S值越小，基底埋深越淺，值越小，基底埋深越淺，S值越大，基底埋深越深。值越大，基底埋深越深。v電測(cè)深曲線的定量解釋電測(cè)深曲線的定量解釋 4 電測(cè)深資料的定量解釋電測(cè)深資料的定量解釋方法：量板法、圖解法、數(shù)值解法方法：量板法、圖解法、數(shù)值解法一、理論量板法一、理論量板法（1）二層曲線的解釋二層曲線的解釋 由量板上的十字點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）由量板上的十字點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）在實(shí)測(cè)曲線坐標(biāo)系中求取；在實(shí)測(cè)曲線坐標(biāo)系中求?。?由實(shí)測(cè)曲線的漸

32、近線讀出。當(dāng)實(shí)測(cè)曲由實(shí)測(cè)曲線的漸近線讀出。當(dāng)實(shí)測(cè)曲線和某一理論曲線重合時(shí)，由該曲線的模線和某一理論曲線重合時(shí)，由該曲線的模數(shù)數(shù) 2 計(jì)算出計(jì)算出2，即即22* 1。實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)曲線曲線理論理論量板量板s/1AB/2h1AB/21sh1理論理論量板量板s/1AB/2h1(1,1)二二層層曲曲線線的的解解釋釋理論理論量板量板s/1AB/2h1AB/2log1slogh1以以 s/ 1AB/2h1為坐標(biāo)的量板與以為坐標(biāo)的量板與以 sAB/2為坐標(biāo)的實(shí)測(cè)曲線形態(tài)完全為坐標(biāo)的實(shí)測(cè)曲線形態(tài)完全相同，只是前者相對(duì)后者有一位移，相同，只是前者相對(duì)后者有一位移，橫軸移動(dòng)了橫軸移動(dòng)了logh1，縱軸移動(dòng)了，縱軸移動(dòng)了

33、log 1。由量板原點(diǎn)由量板原點(diǎn)讀出讀出h1, 1讀取量板曲線模讀取量板曲線模 求出求出 2= 1也可從右端漸近線讀出也可從右端漸近線讀出 2實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)曲線曲線AB/2log1slogh1log2( 2 ) 三層曲線的解釋方法三層曲線的解釋方法1、用二層量板解釋三層曲線的首支，即用十字點(diǎn)法求出用二層量板解釋三層曲線的首支，即用十字點(diǎn)法求出h1、 1 ， 3可由實(shí)測(cè)曲線尾支求出；可由實(shí)測(cè)曲線尾支求出；2、 計(jì)算參數(shù)，選擇量板計(jì)算參數(shù)，選擇量板 22/ 1 ， 33/ 2 3、求中間層厚度求中間層厚度h2 當(dāng)實(shí)測(cè)曲線的當(dāng)實(shí)測(cè)曲線的2值與量板上所選量板的值與量板上所選量板的2* 相等，即相等，即 2

34、2* 時(shí)，則時(shí)，則h2*. h1當(dāng)當(dāng)2 2* 時(shí)，則按以下校正公式求取時(shí)，則按以下校正公式求取H、A型曲線公式校正：型曲線公式校正： h2 2/ 2*.*. h1K、Q型曲線公式校正：型曲線公式校正： h2 2*/ 2.*. h1v電測(cè)深曲線的定量解釋電測(cè)深曲線的定量解釋其中：其中： 2 實(shí)測(cè)曲線計(jì)算的參數(shù)實(shí)測(cè)曲線計(jì)算的參數(shù)2* 所選量板的參數(shù)所選量板的參數(shù)* 實(shí)測(cè)曲線和理論曲實(shí)測(cè)曲線和理論曲線完全重合時(shí)，理論曲線線完全重合時(shí)，理論曲線上的參數(shù)。上的參數(shù)。v電測(cè)深曲線的定量解釋電測(cè)深曲線的定量解釋二、圖解法二、圖解法1、用圖解法解釋尾部呈、用圖解法解釋尾部呈45漸進(jìn)線的二層曲線。漸進(jìn)線的二層曲

35、線。 解釋方法：由首支漸近線求解釋方法：由首支漸近線求1，尾支求尾支求S1，然后求然后求h1。2、由首尾支漸進(jìn)線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)求、由首尾支漸進(jìn)線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)求h1。h1h2h3+ hnAB/2s45S當(dāng)當(dāng)2時(shí)，曲線為與橫軸成時(shí)，曲線為與橫軸成45度夾角的上升直線度夾角的上升直線求求h1的方法：的方法：縱向電導(dǎo)法和圖解法縱向電導(dǎo)法和圖解法2、圖解法圖解法111hs 111 sh1111lg2lglghssABs1112sshAB21ABh 應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例已知已知212.m的的H型實(shí)測(cè)曲型實(shí)測(cè)曲線，求解地電斷面參數(shù)線，求解地電斷面參數(shù)（1）將實(shí)測(cè)將實(shí)測(cè)H型曲線左支與型曲線左支與D型二層曲線量板對(duì)比

36、，由量板型二層曲線量板對(duì)比，由量板上的十字點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）在實(shí)上的十字點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）在實(shí)測(cè)曲線坐標(biāo)系中求取測(cè)曲線坐標(biāo)系中求取h1和和1；（2）由尾支由尾支45度漸近線得度漸近線得3 ，計(jì)算計(jì)算2；（3）選擇三層量板中與選擇三層量板中與2 最最接近的量板，將實(shí)測(cè)曲線與理接近的量板，將實(shí)測(cè)曲線與理論曲線對(duì)比，求取論曲線對(duì)比，求取，計(jì)算出，計(jì)算出第二層厚度第二層厚度。S212.m45物理探測(cè)儀器 煤礦水害探測(cè)BM NA等電位面電力線點(diǎn)電源RIU41、三極超前探測(cè)原理“球殼”理論AMNNMV掘 進(jìn) 巷 道堵頭NA1MA2AMN超前探測(cè)施工設(shè)計(jì)布置示意圖圖超前探測(cè)施工設(shè)計(jì)布置示意圖圖三極超前交匯現(xiàn)場(chǎng)施工：

37、現(xiàn)場(chǎng)施工： 超前勘探前方含水異常方法為超前勘探前方含水異常方法為“ 三點(diǎn)源法三點(diǎn)源法”， 即首先即首先布置第一個(gè)布置第一個(gè)供電電極供電電極A1，然后在第一個(gè)電極，然后在第一個(gè)電極后方后方（超前探超前探方向反向方向反向）同一直線上）同一直線上等間距等間距布置布置第二個(gè)第二個(gè)A2、第三個(gè)第三個(gè)A3 形形成三個(gè)供電點(diǎn)，再布置成三個(gè)供電點(diǎn)，再布置無(wú)窮遠(yuǎn)電極無(wú)窮遠(yuǎn)電極B B 和接收電極和接收電極M、N 。 具體施工時(shí)具體施工時(shí)供電電極、無(wú)窮遠(yuǎn)電極及儀器供電電極、無(wú)窮遠(yuǎn)電極及儀器均均固定不動(dòng)固定不動(dòng)，接收電極接收電極 M、N 根據(jù)設(shè)計(jì)的觀測(cè)系統(tǒng)由儀器自動(dòng)切換。先根據(jù)設(shè)計(jì)的觀測(cè)系統(tǒng)由儀器自動(dòng)切換。先接通供電

38、電極接通供電電極A1，對(duì)測(cè)量點(diǎn)，對(duì)測(cè)量點(diǎn)M1、N1，記錄供電電流、電壓、，記錄供電電流、電壓、樁號(hào)、電極距等數(shù)據(jù)，接下來(lái)切換測(cè)量電極到樁號(hào)、電極距等數(shù)據(jù)，接下來(lái)切換測(cè)量電極到 M2、N2 位位置，測(cè)量所有數(shù)據(jù)，然后置，測(cè)量所有數(shù)據(jù)，然后M3、N3 繼續(xù)測(cè)量，直至所有繼續(xù)測(cè)量，直至所有 MN測(cè)量完成，測(cè)量完成，斷開(kāi)斷開(kāi)A1，接通接通A2，重復(fù)以上過(guò)程，記錄，重復(fù)以上過(guò)程，記錄A2 供電供電時(shí)的供電電流、電壓、樁號(hào)、電極距等數(shù)據(jù)，時(shí)的供電電流、電壓、樁號(hào)、電極距等數(shù)據(jù)，最后斷開(kāi)最后斷開(kāi) A2 接通接通 A3 供電，并記錄供電，并記錄 A3 供電時(shí)的供電電流、電壓、樁號(hào)、供電時(shí)的供電電流、電壓、樁號(hào)

39、、電極距等數(shù)據(jù)，完成所有的設(shè)計(jì)觀測(cè)點(diǎn)。電極距等數(shù)據(jù)，完成所有的設(shè)計(jì)觀測(cè)點(diǎn)。超前探測(cè)距離超前探測(cè)距離=接收電極布置距離接收電極布置距離-5電極距（米）電極距（米） =（n-1）a-5a =（n-6）a（米）（米）探測(cè)掘進(jìn)頭前方含水?dāng)鄬訋?在鶴壁十礦575主巷南段進(jìn)行的堵頭超前探測(cè)，采用了三級(jí)空間交匯探測(cè)法，測(cè)量供電電極a1、a2、a3間距4m，a1距迎頭30m，接收電極MN間距為4米，異常在、m. 對(duì)稱四極勘探對(duì)稱四極勘探ANMB對(duì)稱四極勘探原理示意圖 均勻場(chǎng)均勻場(chǎng)三極測(cè)深示意圖ANMB相對(duì)于對(duì)稱四極法三極測(cè)深法具有一下特點(diǎn)： 工作中只需要移動(dòng)近測(cè)點(diǎn)的供電電極即工作中只需要移動(dòng)近測(cè)點(diǎn)的供電電極即

40、A A極，單向極，單向布置電極，受空間影響最小，測(cè)線端的測(cè)量布置電極，受空間影響最小，測(cè)線端的測(cè)量“盲區(qū)盲區(qū)”最短。最短。三極測(cè)深是非對(duì)稱裝置，它對(duì)地下地電異常體的電三極測(cè)深是非對(duì)稱裝置，它對(duì)地下地電異常體的電性響應(yīng)最強(qiáng)，其異常分辨率比對(duì)稱裝置高，又可通性響應(yīng)最強(qiáng)，其異常分辨率比對(duì)稱裝置高，又可通過(guò)加大電極距密度，提高勘探分辨能力。過(guò)加大電極距密度，提高勘探分辨能力。測(cè)量可采用固定測(cè)量可采用固定MNMN方式，這樣既可見(jiàn)效不均勻體的方式，這樣既可見(jiàn)效不均勻體的干擾，又能提高勘探精度。干擾，又能提高勘探精度。由于是單點(diǎn)供電，所以測(cè)量信號(hào)較弱，所以供電電由于是單點(diǎn)供電，所以測(cè)量信號(hào)較弱，所以供電電流

41、比對(duì)稱四極裝置要大。流比對(duì)稱四極裝置要大?？梢愿鶕?jù)巷道條件選擇合適的測(cè)深裝置?？梢愿鶕?jù)巷道條件選擇合適的測(cè)深裝置。 施工注意事項(xiàng)：施工注意事項(xiàng)：一 發(fā)射電流幾乎為0解決：狀況一 未按儀器“復(fù)位”鍵，打開(kāi)發(fā)射電路。狀況二 發(fā)射電流太大，儀器已過(guò)流保護(hù)，調(diào)節(jié)限流器的電阻大小。狀況三 懷疑無(wú)窮遠(yuǎn)電極是否打好。二 發(fā)射電流不夠大（小于30mA）解決：檢查發(fā)射電極是否接地良好，改善發(fā)射電極接地條件狀況一 地面浮渣太多，用工具清理出一個(gè)小坑后，使發(fā)射電極打在真正的底板（側(cè)幫）上，保證電 極接地良好狀況二 接地太干燥（接地電阻太大）在電極周?chē)鷿菜ㄊ雏}水）然后重新檢測(cè)。三三 井下接收數(shù)據(jù)不穩(wěn)定：井下接收數(shù)據(jù)

42、不穩(wěn)定：解決：解決：狀況一狀況一 可能是接收電極可能是接收電極M M和和N N接地不好，這種情況下應(yīng)對(duì)接地不好，這種情況下應(yīng)對(duì)M M和和N N極加深加固，然后重新采集數(shù)據(jù)極加深加固，然后重新采集數(shù)據(jù)狀況二狀況二 也可能是由于干擾信號(hào)較強(qiáng)（如：電機(jī)車(chē)開(kāi)動(dòng)、巷道也可能是由于干擾信號(hào)較強(qiáng)（如：電機(jī)車(chē)開(kāi)動(dòng)、巷道皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)、附近變壓器工作等帶來(lái)的電場(chǎng)干擾），這種情況下皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)、附近變壓器工作等帶來(lái)的電場(chǎng)干擾），這種情況下應(yīng)該避免此時(shí)測(cè)量或避開(kāi)此地進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)該避免此時(shí)測(cè)量或避開(kāi)此地進(jìn)行測(cè)量。四四 發(fā)射電流突然幾乎變?yōu)榘l(fā)射電流突然幾乎變?yōu)? 0解決：解決：狀況一狀況一 供電電流過(guò)大引起過(guò)流保護(hù)，這時(shí)應(yīng)該在增大限流盒供電電流過(guò)大引起過(guò)流保護(hù)，這時(shí)應(yīng)該在增大限流盒的電阻值，然后按復(fù)位鍵，再對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，后進(jìn)行的電阻值，然后按復(fù)位鍵，再對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集。狀況二狀況二 無(wú)窮遠(yuǎn)電極可能被人為移動(dòng)。無(wú)窮遠(yuǎn)電極可能被人為移動(dòng)。五五 地面大面積積水或有流水地面大面