干燥机:利用高密度电阻率法进行断层破碎带探查的数值模拟方法

  • 2021-07-03 14:11:26
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高密度电阻率法是种近年来被广泛应用于断层破碎带调查中的新型阵列勘探方法在实;应用中肖宏跃等1冯锐等1都,得了良好的效,何在1些工程应叫效果却不明显。其原因主要是不同地区不同成因不同规模不同背景场下断层破碎带的电性特征不尽相同,电法勘探具有的体积探测效应又影响了其分辨能力为利用所得到的视电阻率剖面对断层破碎带的分布状况作出正确判断,必须首先了解不同情况下断层破碎带的异常特征以及提高对断层破碎带反映能力的数据处理方法寸这问的专门论述国内未报道本文总结大量的应用实例而提出不同情况下断层破碎带的地电模型;通过数值模拟计算8的方法给出不同地条件不同采集装置下不同产状的断层破碎带的视电阻率剖面异常特征,提供适合不同采集条件的*佳采集装置;并得出数据处理的比值参数方法以提高对断层产状的反映能力。

1断层破碎带的地电模型通常情况下,规模较大的破碎带整体显为低阻特征,破碎部内的导电性质和断层两侧围岩相比滩下水位以上的部分显为高阻特征,地下水位以下的部分为低阻特征1中可以看到断层破碎带对电性层的改变情况有些规模小的断层若发育较浅,整个破碎带都在地下水位以上时,也呈高阻特征。

在视电阻率断面上,若出现电阻率分布不连续的情况,也可推断断层的存在,2所国家自然科学基金课49574228资助。但对这类断层的判断分析要慎重,般情况下要结合其他资料如钻孔资料区内构造地质资料等进疔判定,2视电阻率剖而上直高低阻断足破碎带的异常反映特征在野外实际测试中,作者发现不同的层电性条件下。不同的采集装迓对同断层破碎带论在些工程出现沿判的情况为了明确和统对电剖面中断层破碎带视电阻率异常特征的认识,确定不同情况下的*佳采集方式,文中利用有限元法对几种典型的断层破碎带模型进行了正演模拟系列中原始模型,第层充填电阻率值为49幻。125层电阻率为19沿。层电阻宇为2.,16层为3.,断1设置横向为格,纵1为6山屯阻率设置为99幻1从上到下依次为原始模型温纳装置施龙贝格装置保持不变极装置0极装置的计算视电阻率剖面鼠8系列中原始模型的第层充填值为!其他层的电阻率充填值相同人上到下依次为原始模型温纳装置施龙贝格装置保持不变极装置,极装置的计算视电阻率剖面。

从3中可以看到,当层电阻率较高时人系列,高阻直立断层破碎带发育区在温纳装置剖面上现为规模大于实际断层破碎带的高阻异常,高阻带的两侧对应圈闭的极小值区;在施龙贝格装置和极装置剖面上现为直立的高阻分布区,高阻区的宽度小于温纳装迓屯剖面的宽度。和实际断足破碎带的宽度相近在极装置剖面上衣现为低阻的圈闭区,并和两侧的低阻带断开,低阻区的规模大于断层破碎带的实际规模当地电阻率值较低时如6系列,在温纳施龙贝格极装置上,断层发育区都现为高阻的局部异常区,在极装置上却现为低阻的常带同,断层电阳。韦为4耵1!他电阻率充填和闯3同从4中可看到,当地电阻率较时人系列,低阻直立断层发育区,在温纳装置电阻率剖面阁上现为低;1圈闭区在施龙贝格和温纳装置别血阁上现为立立的低阻条带;在极装置剖面上现为规模更大的低阻圈闭区;当地电阻率较低时,不同装置形式的异常区分布特征和人系列相同,只是背景场的现情况更接近实际地电模型3视电阻率剖面上倾斜断层破碎带的异常反映特征和4完全相同。中从上到下依次为原始模型温纳装置施龙贝格极和极装置计算视电阻率断面酵从可以,到施龙格极采填装聊对发育断层破碎带的定位比较准确,但各种采集装置对断层的产状反映都不明显,需要结合其他资料进行数据的处理分析。

4提高视电阻率剖面对断破碎带反映能力的数据处理方法这类比值参数公以联介极的观测结果为基础。其达式可成和第1点之间。若令,=必出,尸1=忠+1出则则秘即为帅线的羌商,或片说,以描述歧离,线沿剖血水平方向的变化率电阻率形成比值参数。中向右倾斜的异常条带为断层破碎带的异常反映,向左倾斜的伴随异常条带为极装置的装置效应所形成的。其异常幅值要弱于构造体的反映,在处理成果上要注意识另1.可人比65中3破倾角断层比值参数值参数旧反映倾斜断以破碎带产状的能力要远强尸实Rg.6Tln.Xra,K,p,le,ers,o测勺视电阻率剖仙olllH.sbppnmllsliinviiiiillg.5 4.2地层效应乃比值参数电法勘探属于休积勘探的范1所测试的电阢率位以定范围地电分布的综合反映。在实际勘保,作中,如果探测对象的电性异常小,在地层强背景场的影响下,就不能直接得到理想的结1如果能够消除地层效应的影响对异常体的判断就会容易很多。为了消除地层背景的影响,本文设计0比值参数其中仍⑴分别为实测电阻率和原始地层电阻率层破碎带的地电模型,6为利用温纳装置采集时计算视电阻率剖面,为原始背景的温纳装置计算视电阻率剖面,3为比值参数剖面匦从中可以看出温纳装置对断层破碎带的反映很不明显,而,比值参数剖面却对断层的反映能力强的多。

5砬用实例2000年12月,作者应邀利用高密度电阻率法对胶东紧急供水工程的某隧道进行勘查,目贝格装思探测结果处理后形成视电阻韦剖面如阁8该探测1域为花岗岩分布区,受区内地下水的影响区内发肓的断破碎带现为低阻特征,另方面由于区内的花岗岩强风化层分布较厚,现为地电性层的相对较低,根据实际情况,结合低地电性层低阻断层破碎带的电剖面特征和现场踏勘形成的地质地球物理模型,本文给出8的探测结果,显良好的效果6结语根据以上的数值模拟情况,针对密度电阻率法在断层破碎带调查中的应用所得结果如不同装置对断层调查的异常反映形态各不相同。

不同装置对断层分布的反映能力各不相同。极装置和施龙贝格方式相对于其他装置对异常反映能力较强;相同电极排列的情况下,极装置的勘探深度相对较大,能够反映出断层为低阻特征反映形态较好;对于低阻断层,层电阻率相对较低的情况下,异常形态的反映形态较好;层电阻率较高和较低的地电条件相比较,后者对地电分层性的探测能力更强41整体来讲,在地层复杂地直接利用测得的视电肌率剖面阁进厅断层破碎带的判定比较困难在这种情况下,利用乃比值参数进行数据处理可从定程度上消除地电背景场的影响,可得到较好的效果=5对倾斜断层进行探查时,利用入比值参数进行处理,更容易分析其发育产状1肖宏跃,雷宛。用高密度电法探测西安地区地裂缝的应用效果。物探与化探,1993,17214715,2冯锐,李晓芹,陶裕录,等。电阻率层析成像用于水文地质勘探。地震学报,1997,19665663 3罗延钟,张桂青。电子计算机在电法勘探中的应用。北京地质出版社,1987.6795 4陈小斌。有限元直接迭代算法。物探化探计算技术,1999,20216171 5段春本,朱永盛。电法有限元正演计算的若千新结果。物探化探计算技术,1994,1615664 6王兴泰,王劲松,李晓拜。维电阻率象重建的种新方法。物探与化探,1995,1915457 7徐世浙。点源维各向异性地电断面的直流电场的有限元解法。山东海洋学院学报,1988,1818190 8徐世浙。维地形均匀各向异性岩石点源电场的边界单元法。山东海洋学院学报,1985,1525461 9岛裕雅,间和彦,神谷英树,等。比抵抗映像法。河东京今古书屋,1995.23 10王兴泰。工程与环境物探新方法新技术。灿北京地质出版社,1996海洋人物比斯科段,1794,1843英国南极航海家。继英国库克和俄国巾4别林斯晋之后,于1830,1832年和1833,1834年两次进入南极水域。831年发现南极海岸屿,其中恩德比地区的座山命名为比斯科山,刘安国

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