CN101762825B - 一种高密度电法数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

一种高密度电法数据采集方法，包括以下步骤：A、将探测深度分成若干组，每组含几个探测层；B、在一个组的测试中，测量电极距不变，供电电极距随探测深度增加而逐层定量增大；C、第一组的各层测试完成后，测量电极距增加一定的步长；D、从第一组的最后一或两层起，至第二组各层，按增加步长后的测量电极距逐层向下测试，其中，测试第一组最后一或两层时，供电电极距与测试第一组时相同，仅加大测量电极距，而从第二组起，随着测量电极距的增加，供电电极距也随之逐层定量增大直到第二组测试完成；E、重复步骤C和D，进行第三组以下各组的测试，直至全部测试完成；F、用平均法计算各组中重复测试层的数值。本法用于建筑工程中的地基探测。

Description

一种高密度电法数据采集方法
技术领域
本发明涉及一种高密度电法数据采集方法，属电法探测技术领域。
背景技术
随着我国经济的高速发展，对基础设施建设的要求愈来愈高，而工程地质勘察是工程建筑设施的前期工作。高密度电法作为一种较为无损勘察方法，具有工期短、效率高、适用范围广的特点而广泛用于各种工程建设前期勘察工作。
目前，高密度电法的数据采集方法主要有用温纳、α2、斯龙贝尔、偶极、三极和二极装置的方法，这几种方法有其优缺点。
(1)温纳方法的电极变化示意见图1。该法具有探测深度大、测试电流变化平稳等优点，其缺点是探测精度(分辨率)较低。从图1中可以看出，测量电极M、N间的电极距MN既随着数据采集层数的增大而增大，还随着供电电极A、B的电极距AB的增大而增大，其测量电极距MN的测量电压和电流变化平稳。根据电场理论，测量电极距MN的测量电压和电流变化平稳，从而测量数据较为稳定，不会出现大的波动或跳跃，因此对于深层部位的测试数据是可靠的，但是随着探测深层的增加，测量电极距MN也不断增大。由于MN的增大，导致了测试成果分辨率的降低，尤其是对于深部的测试成果。
(2)α2、斯龙贝尔、偶极、三极和二极装置等方法，具有探测精度(分辨率)高的优点。图2和图3分别为α2和三极数据采集方法电极变化示意图，从图中可以看出，两种数据采集方法在数据采集时测量电极距MN始终不变，从而使得测量数据的分辨率较高，对应浅层和精度要求较高的探测任务比较适用，其缺点是探测深度小，测试电流不稳定，对于埋深较大的目标体无法达到探测深度。因为根据电场理论，随着探测深度的增加及供电电极距AB的增大，测量电极距MN之间的电位差越来越小，当电位差小于3mV时，测量数据就会发生大的波动或跳跃，导致数据的不可靠，致使测量成果出现大的偏差甚至是错误，因此，对于测试深度要求较大的探测任务是不适用的。其他几种数据采集方法的情况与图示的两种方法基本相同，只是电极变化的方式不同而已。
综合上述分析，目前的高密度电法数据采集方法，呈两个极端的形式，要么是测量电极距MN随探测深度的增加而连续增大，保证了较大的探测深度，而不能满足高精度探测的要求；要么是测量电极距MN随探测深度增加始终保持不变，能满足较高的精度要求，而不能满足深部探测的要求。
总之，从目前已有的高密度电法数据采集方法来看，没有一种方法能同时满足深层探测和高精度探测的任务要求。
发明内容
本发明的目的，在于在目前高密度电法的基础上，提供一种新的高密度电法数据采集方法，以达到测试深度和测试精度同时能满足大探测深度和高精度的要求。
本发明的目的是这样实现的：本高密度电法数据采集方法依次包括以下步骤：
A、根据要求探测的总深度，从地面算起，将该深度分成一定数量的探测层，并将所有的探测层数分为一定的采集组别，每一采集组别包含几个探测层；
B、从第一组开始逐层向下测试，在一个组别的测试中，测量电极(M、N)的电极距MN不发生变化，而供电电极(A、B)的电极距AB随探测深度增加而逐层定量增大；
C、当第一组的各层测试完成后，测量电极(M、N)的电极距MN增加一定的步长；
D、从第一组的最后一层或最后两层起，至第二采集组各探测层，按增加一定的步长后的电极距MN逐层向下测试，其中，测试第一组别的最后一层或最后两层时，供电电极(A、B)的电极距AB与测试第一组别时相同，仅加大测量电极距MN，而从第二组别起，随着测量电极距MN的增加，供电电极(A、B)的电极距AB也随之逐层定量增大直到第二组别各层测试完成；
E、重复步骤C和D，进行第三组别以下各组的测试，直至各组数据全部测试完成，其中，在每向下加大一组的测试时，均在只将测量电极(M、N)的电极距MN增加一定的步长，而维持而供电电极(A、B)的电极距AB不变的条件下，对上一组别的最后一层或最后两层再进行一次测试；
F、计算各组的最后一层或最后两层的数值，其方法为：将上一组中测量电极距MN未增加时测出的数值与测下一组中测量电极距MN增加后测出的数值相加后取其平均值，即得出该组最后一层或最后两层的数值。
本发明的目的进一步还可这样实现：在步骤C、E中，测量电极(M、N)的电极距MN增加的步长数为单位电极距的奇数倍。
本发明的有益效果是：在测试每一组别时，由于测量电极距MN不随供电电极距的增大而连续增大，因此很好地解决了测试成果精度低的问题；由于随着探测深度的加深，每向下增加一个组别，测量电极距MN成倍数增大，解决了深部测试数据质量低的问题；因此能同时满足高精度和深层探测的要求。
附图说明
图1是温纳数据采集方法电极变化示意图，
图2是α2数据采集方法电极变化示意图，
图3是三极法数据采集方法电极变化示意图，
图4是本发明数据采集方法测量电极M、N和供电电极A、B的变化示意图，
图5是实施例各层数据采集方法及数据排列示意图，
图6是图5的实施例所得到的采集数据排列方式。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例：某工程需要探测深度为25m，单位电极距为5m，电极数为30根。具体实施步骤如下：
(1)见图5，根据要求探测的总深度，高密度电法解释理论的要求，从地面算起，将该深度分成10个探测层，并将所有的探测层数分为3个采集组别，每一采集组别包含4个探测层，并且每组的最后一层即为下一组的第一层；
(2)从第一组开始逐层向下测试，在第一个组别的测试中，测量电极(M、N)的电极距MN为单位电极距不发生变化，而供电电极(A、B)的电极距AB随探测深度增加而逐层定量增大两个单位电极距，直到第四层测试完成。
(3)以第四层作为第二采集组的第一层，从第二采集组开始进行数据采集，本组中各层的测量电极(M、N)的电极距MN增加为3倍单位电极距，而测试第四层时，供电电极距AB保持与测试第一采集组时相同，从第五层开始，则每往下一层，供电电极距AB增大两个电极距单位，直至第二采集组，即第七层测试完成。
(4)，将测量电极(M、N)的电极距MN增加为5倍单位电极距，以第七层作为第三组的第一层，再按步骤(3)同样的方式进行第三采集组数据的采集，直到第十层，即第三采集组测试完成。
(5)数据采集完成后，进行数据拼接，将第一组的第四层和第二组中的第一层的数据按对应的点进行平均取值，得到第四层的测试数据，采用同样的方法进行第二组和第三组数据的拼接。其它各层则以实际测试得到的数值为准，得到整个地基25米深度的全部测试数值。逐根移动供电电极距至覆盖30根，重复步骤(2)-(5)，即得到全部探测数据，见图6。

Claims (2)

1.一种高密度电法数据采集方法，其特征在于：本方法依次包括以下步骤：
A、根据要求探测的总深度，从地面算起，将该深度分成一定数量的探测层，并将所有的探测层数分为一定的采集组别，每一采集组别包含几个探测层；
B、从第一组开始逐层向下测试，在一个组别的测试中，测量电极(M、N)的电极距MN不发生变化，而供电电极(A、B)的电极距AB随探测深度增加而逐层定量增大；
C、当第一组的各层测试完成后，测量电极(M、N)的电极距MN增加一定的步长；
D、从第一组的最后一层或最后两层起，至第二采集组各探测层，按增加一定的步长后的电极距MN逐层向下测试，其中，测试第一组别的最后一层或最后两层时，供电电极(A、B)的电极距AB与测试第一组别时相同，仅加大测量电极距MN，而从第二组别起，随着测量电极距MN的增加，供电电极(A、B)的电极距AB也随之逐层定量增大直到第二组别各层测试完成；
E、重复步骤C和D，进行第三组别以下各组的测试，直至各组数据全部测试完成，其中，在每向下加大一组的测试时，均在只将测量电极(M、N)的电极距MN增加一定的步长，而维持而供电电极(A、B)的电极距AB不变的条件下，对上一组别的最后一层或最后两层再进行一次测试；
F、计算各组的最后一层或最后两层的数值，其方法为：将上一组中测量电极距MN未增加时测出的数值与测下一组中测量电极距MN增加后测出的数值相加后取其平均值，即得出该组最后一层或最后两层的数值。
2.根据权利要求1所述的一种高密度电法数据采集方法，其特征在于：在步骤C、E中，测量电极(M、N)的电极距MN增加的步长数为单位电极距的奇数倍。
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