1、電法勘探在水泥路面勘查中的應用效果第1頁，共15頁，2022年，5月20日，6點12分，星期五摘要: 實驗測定,混凝土路面實際上是導電的。當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，2022年，5月20日，6點12分，星期五 電法勘探是勘查地球物理的重要方法之一。隨著城市環境與工程物探領域的不斷擴大,經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12分，星期五1 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本。28 d 后,標本測量結果為50 m ,混凝土路面實際上是導電的。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,從而使得混凝土導電。我們試驗了多種

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,電極應放在盛有泥漿的塑料盆里,當路面上有較厚的灰塵時,應先用濕抹布把灰塵擦凈。第4頁，共15頁，2022年，5月20日，6點12分，星期五第5頁，共15頁，2022年，5月20日，6點12分，星期五2 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20 cm ,其下為穩定層,厚約2540cm;再

4、往下為壓實層,厚約1 m ,主要由砂、石和土組成,電阻率較高,約為300400 m;壓實層以下過渡到自然狀態粘土層,厚6 m 左右,電阻率約為4060 m;基底是強風化泥質粉沙巖,電阻率約為1525m。排水管直徑1 m ,中心埋深1. 8 m ,在電性上相對周圍介質表現為低阻反映。 水泥路面寬18 m ,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,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 , 點距0

5、. 2m ,測量中一次場電位較大并且很穩定。6 條測線上都產生了明顯低阻異常,峰值點的連線與管道中心位置吻合,見圖2 。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，6點12分，星期五第7頁，共15頁，2022年，5月20日，6點12分，星期五2. 2 對稱四極剖面法和聯合剖面法 對稱四極剖面法測網與中間梯度法測網相同, AB = 3 m , MN = 0. 2 m ,點距0. 2 m。工作時,供電電壓90 V ,供電電流約100 mA。M , N 極使用自制電極。6 條測線上都產生了明顯低阻異常,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，2022年，5月20日，6點12分

6、，星期五 選取測線2 進行了聯合剖面法的測量。A O = BO = 4 m , MN = 0. 2 m ,測量結果見圖4 。 從圖中可以看出,在4 號測點左側附近,sA ,sB 曲線出現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，2022年，5月20日，6點12分，星期五2. 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分層比較穩定的場地進行,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,測量結果見圖5 。從圖中可以看到,測深曲線為KQ 型,解釋結果為:第一層電阻率65m ,厚0. 6 m ,基本反映了混凝土層和穩

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12分，星期五第11頁，共15頁，2022年，5月20日，6點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12分，星期五 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。該處路面下埋設有橫穿街道的自來水管,在電性上表現為低阻。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. 7 m。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s ,s ,s ,室內進行了比值處理,計算了Ts 參數, 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等值線斷面圖對水泥路面及其以下各介質分布特征反映相當清晰(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，2022年，5月20日，6點12分，星期五3 結束語 對多種水泥試塊的實驗測定,表明水泥路面是導