專利名稱：一種高密度電法數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種高密度電法數(shù)據(jù)采集方法，屬電法探測技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對基礎設施建設的要求愈來愈高，而工程地質(zhì)勘察是 工程建筑設施的前期工作。高密度電法作為一種較為無損勘察方法，具有工期短、效率高、 適用范圍廣的特點而廣泛用于各種工程建設前期勘察工作。 目前，高密度電法的數(shù)據(jù)采集方法主要有用溫納、02、斯龍貝爾、偶極、三極和二 極裝置的方法，這幾種方法有其優(yōu)缺點。 (1)溫納方法的電極變化示意見圖1。該法具有探測深度大、測試電流變化平穩(wěn)等 優(yōu)點，其缺點是探測精度(分辨率)較低。從圖1中可以看出，測量電極M、N間的電極距麗 既隨著數(shù)據(jù)采集層數(shù)的增大而增大，還隨著供電電極A、 B的電極距AB的增大而增大，其測 量電極距麗的測量電壓和電流變化平穩(wěn)。根據(jù)電場理論，測量電極距麗的測量電壓和電 流變化平穩(wěn)，從而測量數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，不會出現(xiàn)大的波動或跳躍，因此對于深層部位的測試 數(shù)據(jù)是可靠的，但是隨著探測深層的增加，測量電極距^^也不斷增大。由于^^的增大，導 致了測試成果分辨率的降低，尤其是對于深部的測試成果。 (2) 02、斯龍貝爾、偶極、三極和二極裝置等方法，具有探測精度(分辨率)高的優(yōu) 點。圖2和圖3分別為02和三極數(shù)據(jù)采集方法電極變化示意圖，從圖中可以看出，兩種數(shù) 據(jù)采集方法在數(shù)據(jù)采集時測量電極距MN始終不變，從而使得測量數(shù)據(jù)的分辨率較高，對應 淺層和精度要求較高的探測任務比較適用，其缺點是探測深度小，測試電流不穩(wěn)定，對于埋 深較大的目標體無法達到探測深度。因為根據(jù)電場理論，隨著探測深度的增加及供電電極 距AB的增大，測量電極距麗之間的電位差越來越小，當電位差小于3mV時，測量數(shù)據(jù)就會 發(fā)生大的波動或跳躍，導致數(shù)據(jù)的不可靠，致使測量成果出現(xiàn)大的偏差甚至是錯誤，因此， 對于測試深度要求較大的探測任務是不適用的。其他幾種數(shù)據(jù)采集方法的情況與圖示的兩 種方法基本相同，只是電極變化的方式不同而已。 綜合上述分析，目前的高密度電法數(shù)據(jù)采集方法，呈兩個極端的形式，要么是測量 電極距隨探測深度的增加而連續(xù)增大，保證了較大的探測深度，而不能滿足高精度探測 的要求；要么是測量電極距MN隨探測深度增加始終保持不變，能滿足較高的精度要求，而 不能滿足深部探測的要求。 總之，從目前已有的高密度電法數(shù)據(jù)采集方法來看，沒有一種方法能同時滿足深 層探測和高精度探測的任務要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于在目前高密度電法的基礎上，提供一種新的高密度電法數(shù)據(jù)
采集方法，以達到測試深度和測試精度同時能滿足大探測深度和高精度的要求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本高密度電法數(shù)據(jù)采集方法依次包括以下步驟
A、根據(jù)要求探測的總深度，從地面算起，將該深度分成一定數(shù)量的探測層，并將所 有的探測層數(shù)分為一定的采集組別，每一采集組別包含幾個探測層； B、從第一組開始逐層向下測試，在一個組別的測試中，測量電極(M、 N)的電極距 W^不發(fā)生變化，而供電電極(A、B)的電極距AB隨探測深度增加而逐層定量增大；
C、當?shù)谝唤M的各層測試完成后，測量電極(M、N)的電極距麗增加一定的步長；
D、從第一組的最后一層或最后兩層起，至第二采集組各探測層，按增加一定的步 長后的電極距^^逐層向下測試，其中，測試第一組別的最后一層或最后兩層時，供電電極 (A、B)的電極距AB與測試第一組別時相同，僅加大測量電極距MN，而從第二組別起，隨著測 量電極距W^的增加，供電電極(A、B)的電極距AB也隨之逐層定量增大直到第二組別各層 領lj試完成； E、重復步驟C和D，進行第三組別以下各組的測試，直至各組數(shù)據(jù)全部測試完成， 其中，在每向下加大一組的測試時，均在只將測量電極(M、N)的電極距MN增加一定的步長， 而維持而供電電極(A、B)的電極距AB不變的條件下，對上一組別的最后一層或最后兩層再 進行一次測試； F、計算各組的最后一層或最后兩層的數(shù)值，其方法為將上一組中測量電極距MN
未增加時測出的數(shù)值與測下一組中測量電極距MN增加后測出的數(shù)值相加后取其平均值，
即得出該組最后一層或最后兩層的數(shù)值。 本發(fā)明的目的進一步還可這樣實現(xiàn)在步驟C、 E中，測量電極(M、 N)的電極距麗 增加的步長數(shù)為單位電極距的奇數(shù)倍。 本發(fā)明的有益效果是在測試每一組別時，由于測量電極距MN不隨供電電極距的 增大而連續(xù)增大，因此很好地解決了測試成果精度低的問題；由于隨著探測深度的加深，每 向下增加一個組別，測量電極距麗成倍數(shù)增大，解決了深部測試數(shù)據(jù)質(zhì)量低的問題；因此 能同時滿足高精度和深層探測的要求。


圖1是溫納數(shù)據(jù)采集方法電極變化示意圖， 圖2是a 2數(shù)據(jù)采集方法電極變化示意圖， 圖3是三極法數(shù)據(jù)采集方法電極變化示意圖， 圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集方法測量電極M、 N和供電電極A、 B的變化示意圖， 圖5是實施例各層數(shù)據(jù)采集方法及數(shù)據(jù)排列示意圖， 圖6是圖5的實施例所得到的采集數(shù)據(jù)排列方式。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。 實施例某工程需要探測深度為25m，單位電極距為5m，電極數(shù)為30根。具體實施 步驟如下 (1)見圖5，根據(jù)要求探測的總深度，高密度電法解釋理論的要求，從地面算起，將 該深度分成10個探測層，并將所有的探測層數(shù)分為3個采集組別，每一采集組別包含4個 探測層，并且每組的最后一層即為下一組的第一層；
(2)從第一組開始逐層向下測試，在第一個組別的測試中，測量電極(M、N)的電極距W^為單位電極距不發(fā)生變化，而供電電極(A、 B)的電極距AB隨探測深度增加而逐層定量增大兩個單位電極距，直到第四層測試完成。 (3)以第四層作為第二采集組的第一層，從第二采集組開始進行數(shù)據(jù)采集，本組中各層的測量電極(M、N)的電極距麗增加為3倍單位電極距，而測試第四層時，供電電極距AB保持與測試第一采集組時相同，從第五層開始，則每往下一層，供電電極距AB增大兩個電極距單位，直至第二采集組，即第七層測試完成。 (4)，將測量電極(M、N)的電極距W^增加為5倍單位電極距，以第七層作為第三組的第一層，再按步驟(3)同樣的方式進行第三采集組數(shù)據(jù)的采集，直到第十層，即第三采集組測試完成。 (5)數(shù)據(jù)采集完成后，進行數(shù)據(jù)拼接，將第一組的第四層和第二組中的第一層的數(shù)據(jù)按對應的點進行平均取值，得到第四層的測試數(shù)據(jù)，采用同樣的方法進行第二組和第三組數(shù)據(jù)的拼接。其它各層則以實際測試得到的數(shù)值為準，得到整個地基25米深度的全部測試數(shù)值。逐根移動供電電極距至覆蓋30根，重復步驟(2)-(5)，即得到全部探測數(shù)據(jù)，見圖6。
權(quán)利要求
一種高密度電法數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于本方法依次包括以下步驟A、根據(jù)要求探測的總深度，從地面算起，將該深度分成一定數(shù)量的探測層，并將所有的探測層數(shù)分為一定的采集組別，每一采集組別包含幾個探測層；B、從第一組開始逐層向下測試，在一個組別的測試中，測量電極(M、N)的電極距MN不發(fā)生變化，而供電電極(A、B)的電極距AB隨探測深度增加而逐層定量增大；C、當?shù)谝唤M的各層測試完成后，測量電極(M、N)的電極距MN增加一定的步長；D、從第一組的最后一層或最后兩層起，至第二采集組各探測層，按增加一定的步長后的電極距MN逐層向下測試，其中，測試第一組別的最后一層或最后兩層時，供電電極(A、B)的電極距AB與測試第一組別時相同，僅加大測量電極距MN，而從第二組別起，隨著測量電極距MN的增加，供電電極(A、B)的電極距AB也隨之逐層定量增大直到第二組別各層測試完成；E、重復步驟C和D，進行第三組別以下各組的測試，直至各組數(shù)據(jù)全部測試完成，其中，在每向下加大一組的測試時，均在只將測量電極(M、N)的電極距MN增加一定的步長，而維持而供電電極(A、B)的電極距AB不變的條件下，對上一組別的最后一層或最后兩層再進行一次測試；F、計算各組的最后一層或最后兩層的數(shù)值，其方法為將上一組中測量電極距MN未增加時測出的數(shù)值與測下一組中測量電極距MN增加后測出的數(shù)值相加后取其平均值，即得出該組最后一層或最后兩層的數(shù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度電法數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于在步驟C、E中， 測量電極(M、N)的電極距麗增加的步長數(shù)為單位電極距的奇數(shù)倍。
全文摘要
一種高密度電法數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟A、將探測深度分成若干組，每組含幾個探測層；B、在一個組的測試中，測量電極距不變，供電電極距隨探測深度增加而逐層定量增大；C、第一組的各層測試完成后，測量電極距增加一定的步長；D、從第一組的最后一或兩層起，至第二組各層，按增加步長后的測量電極距逐層向下測試，其中，測試第一組最后一或兩層時，供電電極距與測試第一組時相同，僅加大測量電極距，而從第二組起，隨著測量電極距的增加，供電電極距也隨之逐層定量增大直到第二組測試完成；E、重復步驟C和D，進行第三組以下各組的測試，直至全部測試完成；F、用平均法計算各組中重復測試層的數(shù)值。本法用于建筑工程中的地基探測。
文檔編號G01V3/00GK101762825SQ200910163260
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者何世聰, 李晨源, 蘇有勇 申請人:昆明理工大學