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[color=Magenta]这是我们做地下岩溶引发地面塌陷的物探方法![/color]
方法试验选用的方法有:高密度电阻率法、瞬变电磁法、浅层地震、地质雷达等,试验地点为缸甫底石山底、老虎山南侧十六底和蔡家山542地面塌陷点。共布置剖面6条,剖面总长度为1890m。在方法试验的基础上编写了物探单项设计书,经专家审查,同意投入以高密度电阻率法为主,辅以瞬变电磁、浅层地震等方法。
⑴高密度电阻率法
是集电剖面法和电测深为一体的一种地学层析成像(Geotomography,简称GT)技术。实行密集采样来提高采样率和“多次覆盖”的方法提高信噪比。多次覆盖是指由不同的电流电极、不同的电位电极以地电断面上相同的“点”进行多次测量,而且实现数据的快速采集和微机处理。
野外工作采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WGUD-2型高密度电阻率测量系统。仪器的主要指标:电压测量精度为±1%±1个字;输入阻抗>50MΩ;电流测量精度为±1%±1个字;自动进行自然电位及电极极化补偿,补偿范围±1V;对50Hz工频干扰压制优于80dB;AB、MN外壳三者绝缘电阻>1000MΩ/500V;工作温度-10℃~+50℃;工作湿度为95%RH;电源由四个电池箱组成,最大输出电压为360V。
野外数据采集的观测装置:α、α2;电极间距5m;隔离系数:1~16;电极60根。
对原始资料进行全面检查、复核后,准确无误地录入计算机,并转换成RES2D格式。采用M.H.Loke博士设计的RES2DINV软件进行地形改正及反演计算。
⑵瞬变电磁法
是利用不接地回线向地下发送一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间歇期间,利用另一回线接收由地下地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场的电法方法。二次场按指数规律衰减,其大小与地下地质体的电阻率有关,低阻体感应二次场衰减速度较慢,二次场电压较大;高阻体感应二次场衰减速度较快,二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、规模和产状等,从而达到解决溶洞、断层等地质问题的目的。
野外工作采用中科院地球物化探所生产的IGGETEM-20瞬变电磁仪。主要技术指标:最大输出功率500W;最大输出电压48V;最大输出电流10A;发射电流为双极性,占空比1:1;脉冲宽度分4、10、20、40s。
野外观测采用10m×10m重叠回线装置,在发射线圈上并联51Ω的电阻,接收线圈上并联200Ω的电阻,有效地抑制了早期测道的阻尼振荡。有关技术参数为:发射周期T=4ms(1~54取样道);下降沿关断时间Dn=24μs;采样延迟时间De=10μs;采样时窗范围为0.007~2.535ms;叠加次数St=512次(干扰较严重的测点加大至1024次);供电电流7A。
采用随机的瞬变电磁工作站进行数据处理及反演计算。
⑶浅层地震
是利用介质的弹性波速差异来解决地质问题的地球物理方法。浅层地震勘查在每条测线上均有选择地布置了多道瞬态面波法、高密度多波列地震影像法、地震折射波法。其中地震影像法是全线覆盖,地震折射法和面波法排列根据实际解释需要布置。为便于资料对比分析,测线桩号统一以地震影像桩号为准。
野外工作采用SWS-1型多功能面波仪。
①多道瞬态面波法
为加大激发能量同时激发出更加丰富的低频成分,采用63.5kg吊锤,用三角架提至1.8m高度以上,然后下落激发,有效地提高了面波采集记录的信噪比,增加了勘探深度。具体工作参数为:
道间距2.0m;偏移距10-30m;24道观测;采样间隔1.0ms;采样点数1024点;震源为重锤;检波器频率4Hz。
数据处理采用瞬态面波资料处理专用软件,计算频散曲线和地层速度划分,以确定基岩埋深与岩溶发育状态。
②高密度多波列地震影像法
野外采集数据时,使用10Hz三分量检波器,仪器开通三道接收方式,以采集更丰富的资料。采用1.0m点距;10-16m偏移距;采样间隔为0.5ms;采样点数2048点;震源方式为锤击。
室内将野外采集的三分量地震记录分别编辑整理,对比分析波动场特征,确定岩溶发育与分布状况。
③地震折射法
采用相遇观测系统,在复杂地段增加中间炮或追加远炮,以确保基岩折射波的可靠性。同时为提高信噪比,部分排列使用震源弹激发。
相关参数为:道间距3.0-4.0m;24道观测;采样间隔0.25ms;采样点数1024点;震源为重锤或震源弹;检波器频率35Hz。
采用地震折射波法的目的是了解基岩深度和波速。室内解释一般以T0法为主,在基岩面起伏较大时采用射线追踪法。
⑷探地雷达
探地雷达是应用脉冲电磁波来探测目标物的。当发射天线向地下介质内发射高频宽带短脉冲电磁波时,遇到具不同介电特性的介质就会有部分电磁波能量被返回,接收天线接收反射回波并记录反射时间。根据电磁波在介质中的波速和旅行时间可以计算界面深度。当电磁波在介质中传播时,其路径—波形将随所通过的介质的介电性质及几何形态而变化,根据接收到波的旅行时间、幅度、频率与波形变化等特征,可以推断目的物的内部结构以及深度、形状等。
野外数据采集采用瑞典玛拉公司生产的RAMAC型探地雷达及配套的50MHz软体天线。
工作参数的选取为:工作频率50MHz,软体天线发射和接收,采样点数为512,叠加次数为自动,工作时窗为700-1000ns。
资料进行整理及处理的主要内容有:校核班报记录与磁盘文件,回放图像记录,对记录进行增益调整、滤波等初步处理,进行记录质量初评,分析现场采集数据过程所用方法及参数是否达到或接近最佳,并对记录进行初步解释。雷达资料采用随机的后处理软件进行分析解释。
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