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浅谈电容耦合电阻率法在道路检测中的应用
2013-12-10 19:52:00    浏览次数:
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管线公司物探事业部经理 郭根会
      一、前言
      为保障城市道路的安全运行,预防道路塌陷带来的安全隐患,需对道路进行全面检测,并对道路存在的灾害性缺陷进行治理。在道路检测中不能影响道路的日常使用,且所采取的方法不能对道路进行破坏,因此一般采用探地雷达进行检测。它具有抗干扰能力强、工作条件宽松、工作方法快速简捷、较高的探测精度和分辨率等优点,但地质雷达探测深度较小,尤其受地下水位的影响较大,对空洞形成的原因及扩展方向不能做出正确的判断。高密度电法技术较为成熟,但受硬化路面的影响,工作局限性太大,而电容耦合电阻率法则克服了这一难点,且探测方法较为简洁、快速,探测深度较大值得推广。
      二、特点
      电容耦合电阻率法(CCR)是一种新颖的物探方法,它利用电容向地下供电,并利用电容来测量地表耦合电位,由于不需要接地,CCR解决了常规电阻率法在表层电阻率高的地区难以布极、供电困难等问题。CCR具有信息丰富(可以连续采集)、效率高(沿地面拖动测量)的特点,是一种在浅层勘探中很有前景的方法。
      三、所用仪器设备
      电容耦合电阻率法使用仪器为OHMMAPPER,它是通过一对发射电极向大地耦合发射一大电压小电流正弦信号,经过大地后由接收电极耦合接收,接收到的信号与大地的地质信息有关,通过分析获取信息得到地下介质电阻率变化特征,从而研究地下介质的纵、横向变化(饱水性、空洞、塌陷等现象)。工作原理如图4。

      四、工作方法
      a、剖面测量:(如图a)是保持同一偶极间距在多条测线上测量,测量结果以视电阻率平剖图或等值线平面图的方式展示。这种测量方式提供某一深度上的电性平面展布信息,它提供的深度信息是定性的其特点是速度快、效率高。
      b、剖面测深:(如图b)这种测量方式是用多个偶极间距在同一测线上作多次测量,小间距提供较小深度的电性信息,大间距提供较大深度的电性信息。
      c、3D测量:这种测量方式实际上就是第1和第2种测量式的结合,在多条测线上作剖面测深以得到丰富3D电性信息。

      如果探测深度在5-10米之间,则仪器电缆选择2.5和5米组合形式,这样可满足检测深度的要求。由于该仪器不带GPS测量系统,数据集时用导航仪导航,以10米为间隔进行标记。车速控制在3.0km/h,用导航仪监控车速。
      五、资料解释的依据
      检测目标体的电阻率和背景电阻率的明显差异,是地球物理检测的必要条件。在路面出现塌陷或路面下出现空洞均与地下水的运移有关,而这种地下水运移主要与污、雨水管道及热力管道处出现的渗漏有关,当渗漏情况发生后必然会引起渗漏区域与周围介质的电阻率差异,因此可以通过发现这种差异来确定渗漏区域,进而找出塌陷区或空洞可能分布位置。
在高电阻率背景值中出现的低值和在低背景值中出现更低值,则可推断为漏水的侵蚀,存在空洞形成的必要条件。在低电阻率背景值中出现高值往往是地层变化的很好反应(如地层中浸水、空洞),如下图所示:

      电容电阻率法采集数据内容丰富,可科学的分析地下地质情况,推断地下空洞、水囊及富水带,能分析该地质体的危害程度,并从宏观上推断其范围大小及形成的原因,为灾害的治理与预防提供科学的依据。但是,引起低电阻率异常的因素很多,比如金属埋藏物、岩土本身的导电性差异等。因此对发现的低阻异常需进行甄别、分析,最好的办法是进行钻孔验证,根据验证结果进行治理。

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