電法勘探在水泥路面勘查中的應(yīng)用效果

1、電法勘探在水泥路面勘查中的應(yīng)用效果第1頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五摘要: 實(shí)驗(yàn)測(cè)定,混凝土路面實(shí)際上是導(dǎo)電的。當(dāng)需要在水泥路面上進(jìn)行直流電法勘探時(shí),只要自制特殊電極接地,可像通常一樣開展電法勘探工作。第2頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五 電法勘探是勘查地球物理的重要方法之一。隨著城市環(huán)境與工程物探領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,經(jīng)常遇到需要在特殊場(chǎng)地條件下開展電法勘探工作的問題,如,在水泥路面和其他一些硬質(zhì)場(chǎng)地進(jìn)行直流電法測(cè)量,普通鐵(銅、不極化) 電極就存在接地困難問題,而且客觀上不允許損壞地面,這時(shí)自制一種特殊的接地電極就成為必要。試驗(yàn)結(jié)果表明,只要改變

2、電極形式,并使之接地良好,在有水泥表層覆蓋的場(chǎng)地可象通常一樣開展電法勘探工作。第3頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五1 混凝土電阻率的測(cè)定及自制特殊電極 測(cè)試路段水泥路面混凝土配合比為4 車(建筑工地常用的手推翻斗車) 石:3 車沙:2 包水泥。按此比例,并用同一類型沙、石料和同一型號(hào)水泥制作了多塊混凝土標(biāo)本。28 d 后,標(biāo)本測(cè)量結(jié)果為50 m ,混凝土路面實(shí)際上是導(dǎo)電的。水泥主要由硅酸鹽組成,其中夾有少量的煤灰和粘土。分析混凝土導(dǎo)電的原因,主要是含有少量的煤灰,其次是在混凝土凝固后,夾在其中的水份像小氣泡一樣成蜂窩狀永久地保留在里面,從而使得混凝土導(dǎo)電。我們?cè)囼?yàn)了多種

3、電極,其中以由半截酸奶瓶、大頭針和摻有食鹽的粘土所組成的接地電極效果最好,且制作方便,可重復(fù)使用(圖1) 。 實(shí)際工作中,為保證電極與水泥地面接觸良好,必須保持瓶中粘土有一定的濕度。一般在跑極時(shí),電極應(yīng)放在盛有泥漿的塑料盆里,當(dāng)路面上有較厚的灰塵時(shí),應(yīng)先用濕抹布把灰塵擦凈。第4頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五第5頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五2 水泥路面上直流電阻率法試驗(yàn)2. 1 中間梯度法 測(cè)量場(chǎng)地為城市水泥街道,探測(cè)目的為確定路面下順街道延伸的城市污水管道的位置。 測(cè)量場(chǎng)地水泥路面表層混凝土厚20 cm ,其下為穩(wěn)定層,厚約2540cm;再

4、往下為壓實(shí)層,厚約1 m ,主要由砂、石和土組成,電阻率較高,約為300400 m;壓實(shí)層以下過渡到自然狀態(tài)粘土層,厚6 m 左右,電阻率約為4060 m;基底是強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖,電阻率約為1525m。排水管直徑1 m ,中心埋深1. 8 m ,在電性上相對(duì)周圍介質(zhì)表現(xiàn)為低阻反映。 水泥路面寬18 m ,共布置了6 條測(cè)線,其中2 和5 為主測(cè)線。測(cè)線方向垂直于街道,測(cè)線長12 m ,線距2 m。A , B 極布置在街道兩旁的建筑物中, AB = 45 m ,也用自制電極接地。工作時(shí),供電電壓225 V ,供電電流約180 mA。M , N 極使用自制電極, MN = 0. 2 m , 點(diǎn)距0

5、. 2m ,測(cè)量中一次場(chǎng)電位較大并且很穩(wěn)定。6 條測(cè)線上都產(chǎn)生了明顯低阻異常,峰值點(diǎn)的連線與管道中心位置吻合,見圖2 。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五第7頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五2. 2 對(duì)稱四極剖面法和聯(lián)合剖面法 對(duì)稱四極剖面法測(cè)網(wǎng)與中間梯度法測(cè)網(wǎng)相同, AB = 3 m , MN = 0. 2 m ,點(diǎn)距0. 2 m。工作時(shí),供電電壓90 V ,供電電流約100 mA。M , N 極使用自制電極。6 條測(cè)線上都產(chǎn)生了明顯低阻異常,峰值點(diǎn)的連線與管道中心位置吻合亦很好,見圖3 。第8頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分

6、，星期五 選取測(cè)線2 進(jìn)行了聯(lián)合剖面法的測(cè)量。A O = BO = 4 m , MN = 0. 2 m ,測(cè)量結(jié)果見圖4 。 從圖中可以看出,在4 號(hào)測(cè)點(diǎn)左側(cè)附近,sA ,sB 曲線出現(xiàn)了明顯的低阻正交點(diǎn),其位置與管道在地面的投影位置吻合。第9頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五2. 3 對(duì)稱四極測(cè)深法 在同一路段,對(duì)稱四極測(cè)深選擇在地下介質(zhì)分層比較穩(wěn)定的場(chǎng)地進(jìn)行,順街道方向布極。 A , B , M , N 都是用自制電極接地,且像通常一樣移動(dòng),測(cè)量結(jié)果見圖5 。從圖中可以看到,測(cè)深曲線為KQ 型,解釋結(jié)果為:第一層電阻率65m ,厚0. 6 m ,基本反映了混凝土層和穩(wěn)

7、定層的電阻率與厚度;第二層電阻率約330 m ,厚1 m ,基本反映了墊層和壓實(shí)層的電阻率與厚度;第三層電阻率約50 m ,厚6 m ,基本反映了粘土層的電阻率與厚度;第四層電阻率15m ,基本反映了低阻基底電阻率與厚度。第10頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五第11頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五2. 4 高密度電阻率法第12頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五 高密度電阻率法選擇在同一路段另一鄰近場(chǎng)地進(jìn)行,測(cè)線方向與街道延伸方向一致。該處路面下埋設(shè)有橫穿街道的自來水管,在電性上表現(xiàn)為低阻。高密度電阻率法測(cè)量時(shí)使用了30 個(gè)自制電極,垂直于水管對(duì)稱布置。最小電極距a = 0. 3m ,剖面長度8. 7 m。實(shí)測(cè)時(shí),分別獲得了溫納、偶極O偶極、微分這3 種裝置下的3 個(gè)參數(shù)s ,s ,s ,室內(nèi)進(jìn)行了比值處理,計(jì)算了Ts 參數(shù), Ts =s/s。s ,s ,s 等值線斷面圖均很好地反映了水管位置,特別是Ts等值線斷面圖對(duì)水泥路面及其以下各介質(zhì)分布特征反映相當(dāng)清晰(圖6) 。 此外,在水泥路面上,我們還進(jìn)行了二極、三極剖面法測(cè)量,均獲得了良好的效果。第13頁，共15頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)12分，星期五3 結(jié)束語 對(duì)多種水泥試塊的實(shí)驗(yàn)測(cè)定,表明水泥路面是導(dǎo)