電法勘探在水泥路面勘查中的應(yīng)用效果

電法勘探在水泥路面勘查中的應(yīng)用效果第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二摘要:實驗測定,混凝土路面實際上是導(dǎo)電的。當(dāng)需要在水泥路面上進行直流電法勘探時,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，2023年，2月20日，星期二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)域的不斷擴大,經(jīng)常遇到需要在特殊場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)場地進行直流電法測量,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,這時自制一種特殊的接地電極就成為必要。試驗結(jié)果表明,只要改變電極形式,并使之接地良好,在有水泥表層覆蓋的場地可象通常一樣開展電法勘探工作。第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二1混凝土電阻率的測定及自制特殊電極測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、石料和同一型號水泥制作了多塊混凝土標(biāo)本。28d后,標(biāo)本測量結(jié)果為ρ≈50Ω·m,混凝土路面實際上是導(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。我們試驗了多種電極,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,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,應(yīng)先用濕抹布把灰塵擦凈。第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二2水泥路面上直流電阻率法試驗2.1中間梯度法測量場地為城市水泥街道,探測目的為確定路面下順街道延伸的城市污水管道的位置。測量場地水泥路面表層混凝土厚20cm,其下為穩(wěn)定層,厚約25～40cm;再往下為壓實層,厚約1m,主要由砂、石和土組成,電阻率較高,約為300～400Ω·m;壓實層以下過渡到自然狀態(tài)粘土層,厚6m左右,電阻率約為40～60Ω·m;基底是強風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖,電阻率約為15～25Ω·m。排水管直徑1m,中心埋深1.8m,在電性上相對周圍介質(zhì)表現(xiàn)為低阻反映。水泥路面寬18m,共布置了6條測線,其中2和5為主測線。測線方向垂直于街道,測線長12m,線距2m。A,B極布置在街道兩旁的建筑物中,AB=45m,也用自制電極接地。工作時,供電電壓225V,供電電流約180mA。M,N極使用自制電極,MN=0.2m,點距0.2m,測量中一次場電位較大并且很穩(wěn)定。6條測線上都產(chǎn)生了明顯低阻異常,峰值點的連線與管道中心位置吻合,見圖2。第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二2.2對稱四極剖面法和聯(lián)合剖面法對稱四極剖面法測網(wǎng)與中間梯度法測網(wǎng)相同,AB=3m,MN=0.2m,點距0.2m。工作時,供電電壓90V,供電電流約100mA。M,N極使用自制電極。6條測線上都產(chǎn)生了明顯低阻異常,峰值點的連線與管道中心位置吻合亦很好,見圖3。第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二選取測線2進行了聯(lián)合剖面法的測量。AO=BO=4m,MN=0.2m,測量結(jié)果見圖4。從圖中可以看出,在4號測點左側(cè)附近,ρsA,ρsB曲線出現(xiàn)了明顯的低阻正交點,其位置與管道在地面的投影位置吻合。第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二2.3對稱四極測深法在同一路段,對稱四極測深選擇在地下介質(zhì)分層比較穩(wěn)定的場地進行,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,測量結(jié)果見圖5。從圖中可以看到,測深曲線為KQ型,解釋結(jié)果為:第一層電阻率65Ω·m,厚0.6m,基本反映了混凝土層和穩(wěn)定層的電阻率與厚度;第二層電阻率約330Ω·m,厚1m,基本反映了墊層和壓實層的電阻率與厚度;第三層電阻率約50Ω·m,厚6m,基本反映了粘土層的電阻率與厚度;第四層電阻率15Ω·m,基本反映了低阻基底電阻率與厚度。第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二2.4高密度電阻率法第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二高密度電阻率法選擇在同一路段另一鄰近場地進行,測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。高密度電阻率法測量時使用了30個自制電極,垂直于水管對稱布置。最小電極距a=0.3m,剖面長度8.7m。實測時,分別獲得了溫納、偶極O偶極、微分這3種裝置下的3個參數(shù)ρsα,ρsβ,ρsγ,室內(nèi)進行了比值處理,計算了Ts參數(shù),Ts=ρsβ/ρsγ。ρsα,ρsβ,ρsγ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,我們還進行了二極、三極剖面法測量,均獲得了良好的效果。第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二3結(jié)束語對多種水泥試塊的實驗測定,表明水泥路