# 综合物探方法在西南岩溶地区地质勘察中的应用The Application of Comprehensive Geophysical Method in the Geological Investigation of Karst Area in Southwest China

DOI: 10.12677/OJNS.2020.82012, PDF, HTML, XML, 下载: 238  浏览: 1,191

Abstract: The karst problem has always been an important problem in our geological investigation. Com-prehensive geophysical method plays an important role in Karst Exploration and can obtain ge-ological information such as scale, location and filling of karst. As a geophysical method, high-density electrical method is often used in engineering geological investigation. In this paper, high-density electrical method is used to determine karst development in the investigation area, and electromagnetic wave CT method is used to verify each other, which has achieved good re-sults, providing some experience and reference for future engineering geological investigation in karst area.

1. 引言

2. 高密度电法理论与正演模拟

Figure 1. Schematic diagram of high density electrical method

Figure 2. Forward model

Figure 3. Section of apparent resistivity of low resistivity

Figure 4. Apparent resistivity profile of low resistivity inversion

3. 电磁波CT原理

$E=\frac{{E}_{0}{f}_{s}{f}_{R}{\text{e}}^{-{\int }^{\text{​}}\beta dr}}{R}$

$\beta ={\left\{\frac{{u}_{r}{\epsilon }_{r}}{2}{\left[1+{\left(\frac{\sigma }{\omega {\epsilon }_{r}}\right)}^{2}\right]}^{\frac{1}{2}}\right\}}^{\frac{1}{2}}$

Figure 5. Working principle of electromagnetic wave CT

4. 实测资料处理应用

4.1. 工作区地质概况

Table 1. Physical parameters of main underground media in the work area

4.2. 资料采集与资料处理

Figure 6. Arrangement of geophysical exploration lines

Figure 7. Flow chart of data processing

4.3. 资料成果分析

Figure 8. Section of line apparent resistivity of A10K51 high density electrical method

Figure 9. Isometric diagram of absorption coefficient of electromagnetic wave CT

5. 结论

1) 高密度电法具有分辨率高、工作效率高，受环境干扰小等优点，在岩溶勘察探测中发挥了重要作用，是解决岩溶勘察问题的重要手段。在调查地下岩溶的发育情况，电磁波CT也是一种比较有效的方法，它在反映地下溶孔、溶隙、溶洞的发育具有更突出的作用。

2) 地下介质的物性差异是综合物探方法勘探岩溶的前提条件，含填充物岩溶、未填充岩溶与围岩之间具有明显的电性差异，岩溶与围岩对电磁波吸收系数的不同决定了物探的探测效果。

3) 在西南地区某高速公路特大桥的勘察工作中，采用高密度电法与电磁波CT相结合的综合勘察方式，同时发挥出两种方法优点，互相验证、补充，避免了采用单一物探方法的多解性，明显地提高了勘察工作的准确性与精度。

 [1] 张丽芬, 曾夏生, 姚运生, 等. 我国岩溶塌陷研究综述[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2007, 18(3): 126-130. [2] 郑智杰, 曾洁, 甘伏平, 等. 高密度电法在柳州太阳村镇岩溶塌陷区调查中的应用研究[J]. 地质与勘探. 2017, 53(1): 124-132. [3] 刘万恩. 高密度电法探测基岩起伏和隐伏断裂中的应用[J]. 上海地质, 2007(3): 51-53. [4] 贾辉, 陈昌彦, 张辉, 等. 电磁波CT和直流电法在近郊山区工程地质勘察中的应用[J]. 工程勘察, 2013, 41(8): 87-91. [5] 刘崧. 物探方法在岩溶勘查中的应用综述[J]. 地质科技情报, 1997, 16 (2): 85-91. [6] 邓凯, 沈云发, 张玉池. 综合物探方法在高速公路岩溶塌陷探测中的应用分析[J]. 工程地球物理学报, 2012, 9(1): 54-57. [7] 黄毓铭, 张晓峰, 谢尚平, 等. 综合物探方法在南宁地铁溶洞探测中的应用[J]. 地球物理学进展, 2017, 32(3): 1352-1359. [8] 王成楠. 综合物探方法在城市地下空洞探测中的应用研究[C]//江西省地质学会2018年论文汇编(四). 江西省地质学会, 2018: 5. [9] 许波. 综合物探方法在岩溶区勘察中的应用[J]. 四川水泥, 2018(12): 333-334. [10] 潘纪顺, 连光明, 冷元宝, 等. 综合物探方法在鹤辉高速公路溶洞勘查中的应用[J]. 华北水利水电大学学报, 2015, 36(2): 49-53. [11] 李金铭. 地电场与电法勘探[M]. 北京: 地质出版社, 2005. [12] 邓凯, 沈云发, 张玉池. 综合物探方法在高速公路岩溶塌陷探测中的应用分析[J]. 工程地球物理学报, 2012, 9(1): 54-57. [13] 周欣, 刘涛, 尹极, 等. 电磁波CT技术在溶洞勘察中的应用效果分析[J]. CT理论与应用研究, 2012. 21(4): 659-666. [14] 喻春. 井间电磁波CT在工程中的应用[J]. 西部探矿工程, 2015(9): 167-170.