张 军
新疆维吾尔自治区建筑设计研究院 新疆 乌鲁木齐 830002
摘要:岩土工程勘察结果准确性将影响后续施工,而近年来多种新技术用于岩土工程勘察工作,高密度电法就是其中一种。现阶段,高密度电法被用于勘察新疆地区岩土工程。本文通过具体实例阐述了高密度电法勘探的方法原理和特点,分析了高密度电法在岩土勘察中的应用。
关键词:岩土工程;高密度电法;电阻率:勘察
1 高密度电阻率法介绍
高密度电法工作原理、常规电阻率法较为相似。不同岩土体电性也不相同,高密度电法检测方法即向被检测岩土体施加电场,之后分析电流分布情况,并依据电流分布规律探析岩土情况。和常规电阻率法一样,检测过程中,工作人员可利用A、B两个电极向地面输送电流(以I表示),之后检测M、N两级之间的电位差(以ΔV表示),并科学计算此地点的视电阻率值。计算公式为:ρs=KΔV/I。我们可依据检测到的视电阻率剖面,确定地下结构电阻率实际情况,最终达到明确地质情况的目的。
高密度电阻率法属于阵列勘探方式的一种。在郊外进行岩土工程勘察工作时,需在探测点设置全部的电极,之后采用程控电极控制开关、微机工程电测仪,迅速、自动采集所需数据信息,并将这些数据信息保存到微机中,同时还可对这些数据信息进行研究并绘制出地电断面分布图示。
2 工程实例
2.1 滑坡
目的:推断滑动面及滑坡体。
1)断面测线长度为300m。
2)断面采用温纳法,电极距为5m,总电极数60个。
3)地质情况:依照勘察地质钻孔,主要地层为腐殖土、粉土、闪长岩。
4)断面解释:横向电阻率大致均匀分布,纵向物性层位较为清晰,且有规律可循,可依据相关数据了解边坡内部情况。阻值变化范围(0-24589Ω.Μ)较大,表层0-6m为地表腐殖层电阻率在33~362Ω.Μ,6~19.5m电阻率在18Ω.Μ以下,层位均匀,起伏不大的粉土层。19.5m以下电阻率在109Ω.Μ以上,推断为闪长岩;195-220m有滑坡裂缝。
1)断面测线长度为300m。
2)断面采用温纳法,电极距为5m,总电极数60个。
3)地质情况:依照勘察地质钻孔,主要地层为腐殖土、粉土、闪长岩。
4)断面解释:横向电阻率大致均匀分布,纵向物性层位清晰,有一定规律,可依据这些数据了解边坡内部、滑坡实际情况。阻值变化范围(0-9219Ω.Μ)较大,表层0-6m为地表腐殖层电阻率在37~157Ω.Μ,6-20m电阻率在23Ω.Μ以下,层位均匀,起伏不大的粉土层。20m以下电阻率在23Ω.Μ以上,推断为闪长岩;0-45m为滑坡体松散堆积体电阻率凌乱。
2.2 采砂坑
目的:推断采砂坑的范围及深度。
2002年卫星图
1)断面测线长度为300m。
2)断面采用温纳法,电极距为5m,总电极数60个。
3)地质情况:依照勘察地质钻孔,主要地层为回填土、卵石。
4)断面解释:0-300m横向电阻率大致均匀分布,纵向物性层位基本清晰,且有规律可循,能够基本反映回填采砂坑的基本情况。断面右侧即南端靠铁路端能够清晰反应采砂坑开挖情况。根据断面图推断电阻率值变化范围(0-10.5Ω·m)为低阻区即为回填层,厚度约为11.8m—17.8m,推断电阻率值变化范围(>11.0Ω·m)为高阻区即为原始卵石层。推断回填范围如图所示。
东西向剖面
1)断面测线长度为600m。
2)断面采用温纳法,电极距为5m,总电极数120个。
3)地质情况:依照勘察地质钻孔,主要地层为回填土、卵石。
4)断面解释:0-600m横向电阻率大致均匀分布,纵向物性层位基本清晰,且有规律可循,能够基本反映回填采砂坑的基本情况。断面整体表明横穿两个采砂坑,中间高阻区为两采砂坑之间的原始岩土层。横向240~320m区域根据断面图推断电阻率值变化范围(0-7.0Ω·m)为低阻区即为回填层,最大埋深厚度约为24.0m,断面图推断电阻率值变化范围(>7.0Ω·m)为高阻区即为原始卵石层。横向240~400m区域根据断面图推断电阻率值变化范围(0-7.0Ω·m)为低阻区即为回填层,最大埋深厚度约为13.0m。断面图推断阻值变化范围(>7.0Ω·m)为高阻区即为原始卵石层。断面中闭合高阻区经现场调查探明为废旧掩埋水渠。推断回填范围如图所示。
2.3 浸水试验
目的:推断浸水深度,来评判浸水效果。
1)断面测线长度为300m。
2)断面采用温纳法,电极距为5m,总电极数60个。
3)在桩周浸水测桩周力,从剖面中反应浸水效果良好。
3 结语
高密度电法在勘测中具有一次成型连续剖面、信息量大、准确、迅速等特征,因而其在岩土工程勘察工作中应用广泛。与传统勘察方法相比,高密度电法勘察效率更高、勘察结果准确度更高,目前其已成为地质勘察的重要方式。在数据处理技术等技术水平逐渐增高的同时,地质勘察技术也在逐渐优化、完善,且在工程建设、实践中具有重要作用。