Giáo trình đo điện một chiều

PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ ÁP DỤNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT Để xây dựng công trình (nhà cửa, đường xá ) người ta bắt buộc phải tiến hành khoan khảo sát địa kỹ thuật Tuy nhiên tiến hành khoan với mật độ dầy chi phí khoan thí nghiệm mẫu thường đắt Vì đủ kinh phí để khoan với mật độ dày nên khoảng trống hố khoan khảo sát thường xảy cố (lún đường, nứt tường nhà ) Có cách để khắc phục vấn đề đó: đo địa vật lý toàn tuyến khảo sát Chi phí đo địa vật lý rẻ nhiều so với khoan Ban biên tập website xin giới thiệu serie viết kỹ sư địa vật lý Nông Quốc Khánh vấn đề CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN MỘT CHIỀU TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KS Nông Quốc Khánh Bản chất phương pháp đo điện trở: Coi môi trường đất đá tập hợp phụ tải có điện trở suất khác Khi ta phát dòng điện với cường độ I qua chúng thu hiệu điện ΔV, ta tính điện trở suất chúng Thông thường giá trị điện trở suất thu thường không thật, phản ánh cách tương đối đối tượng nên gọi điện trở suất biểu kiến ρk A M N B Mô hình phương pháp: + Phát dòng điện I(mA) vào cực phát A, B + Thu hiệu điện (ΔV) cực thu M,N + Điện trở suất biểu kiến tính: ρ k = k ΔV/I (Ω.m) ΔV: đơn vị mV I: đơn vị mA K: hệ số thiết bị tính theo công thức 2Π K= 1/AM – 1/BM – 1/AN + 1/BN Thiết bị đo coi bố trí hình học cực phát A;B cực thu M, N Hệ thiết bị đo định phương pháp đo Đây phương pháp truyền thống khảo sát Địa vật lý công trình, năm gần với tiến công nghệ điện tử tin học thiết bị đo đạc phần mềm xử lý tạo bước đột phá mạnh mẽ làm thay đổi nhanh chóng mặt phương pháp Các phương pháp đo điện trở: a Phương pháp mặt cắt điện trở: - Phương pháp mặt cắt điện trở dòng chiều sử dụng để nghiên cứu mặt cắt điện- địa chất theo phương ngang với chiều sâu nghiên cứu - Căn vào nhiệm vụ địa chất cần giải quyết, đặc điểm, chiều sâu, nằm đối tượng điều kiện mà chọn dạng đo, kích thước, thiết bị thu, phát, vị trí cắm điện cực… - Trong đo vẽ địa chất theo tuyến với tỷ lệ 1:10.000 người ta thường dụng phương pháp mặt cắt điện trở đối xứng (MCĐX) Căn vào chiều sâu khảo sát mà thay đổi khoảng cách thiết bị AB, MN cho phù hợp Khi điều kiện địa chất phức tạp người ta áp dụng phương pháp mặt cắt đối cứng kép AA’MNBB’, độ dài AB A’B’ phải bội số MN bước đo hiệu AB-A’B’ > 2MN lựa chọn thực địa b Phương pháp đo sâu điện trở (gọi tắt đo sâu điện) - Phương pháp đo sâu điện điện trở dòng chiều dùng để nghiên cứu mặt cắt điện địa chất theo chiều sâu, cách điểm thu người ta mở rộng thiết bị AB MN tương ứng - Phương pháp sử dụng tỷ lệ điều tra địa chất đánh giá khoáng sản - Điều kiện thuận lợi là: + Hình thái đối tượng nghiêng thoải (khoảng 20o) dùng hệ thiết bị đối xứng (ĐSĐX) tức cực phát thu đối xứng qua tâm thu + Hình thái đối tượng có góc dốc tới 50 odùng hệ thiết bị bất đối xứng mà điển hình đo sâu điện lưỡng cực trục liên tục đều, đo sâu cực-lưỡng cực - Đo sâu hệ thiết bị đối xứng: + Tâm điểm đo bố trí tuyến thẳng có phương trùng phương dây phát thu + Hệ số thiết bị điện trở suất tính theo công thức AN-AM K=Π (m) MN ρk = k ΔV (Ω.m) I - Đo sâu hệ thiết bị lưỡng cực trục liên tục (ĐSLCTLTĐ) + Là phương pháp đo sâu dùng hệ thiết bị lưỡng cực trục với cách bố trí điện cực AB = MiNi = d (bước đo) + Sơ đồ đo: A B M1 N1 M3 N3 N4 o o o o o o o o o o M2 N2 M4 M5 N5 + Hệ số k điện trở suất tính theo công thức: K = n.(n+1).(n+2) Π.a ρk (Zn) = k ΔV (Ω.m) I Với: n thứ tự thực cặp đo sâu Zn = [ (n+1).a]/2 : chiều sâu hiệu dụng Điểm ghi quy ước điểm lưỡng cực phát thu Một ví dụ bố trí đo địa điện đa cực với 20 cực + Phương pháp có ưu điểm độ phân giải cao, nhạy với bất đồng địa phương: dạng ổ, thấu kính, vỉa cắm dốc Nên thường dùng giai đoạn đánh giá, khảo sát thăm dò để làm rõ cấu trúc nằm lớp phủ + Khi cự ly sau không đo xác tiến hành kích thước AB = MN = 2d + Phương pháp có ưu điểm bị ảnh hưởng địa hình nên tiến hành địa hình phức tạp Thiết bị máy móc: - Đo điện trở: VITIGESKA, Syscal_R2, địa điện đa cực Syscal_R2 multinod, địa điện đa cực VIP-3000 IRIS Instruments(Buffon OrleansFrance) Chỉnh lý văn phòng thực địa Tính toán; quy đổi thông số ρk; ηk Xây dựng sơ đồ đồ thị theo tuyến,vùng Xây dựng sơ đồ đẳng trị theo vùng, tuyến Đánh giá chất lượng tài liệu Sơ phân tích định tính đối tượng, gắn chất địa chất cho dị thường Văn phòng tổng kết: a.Kết đo điện mặt cắt kết hợp với tài liệu địa chất nhằm khoanh nối đối tượng địa chất theo diện, làm sở cho công tác xử lý định lượng kết đo sâu b.Tài liệu đo sâu đối xứng xử lý đơn lẻ phần mềm Ves, Rivert, IPI2WIN…và liên kết thành lát cắt điạ điện có gắn địa hình c.Tài liệu đo sâu địa điện đa cực (ảnh điện) xử lý phân tích phần mềm chuyên dụng Res2dinv cho điện trở lẫn phân cực, kết phân tích đưa lát cắt địa điện thật có gắn địa hình, Ưu điểm đưa hình ảnh lát cắt địa điện dạng 2D trực quan KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TUYẾN ĐO SÂU ĐỊA ĐIỆN ĐA CỰC THEO RER2DINV n Òn ®Ê t y Õu T ói bï n n Òn ®¸ * Hiện khảo sát địa chất công trình người ta thường sử dụng phương pháp đo sâu địa điện đa cực phân cực kích thích (còn gọi đo sâu ảnh điện) với biến thể chúng tuỳ thuộc vào mục đích địa hình nơi nghiên cứu  ... bước đo hiệu AB-A’B’ > 2MN lựa chọn thực địa b Phương pháp đo sâu điện trở (gọi tắt đo sâu điện) - Phương pháp đo sâu điện điện trở dòng chiều dùng để nghiên cứu mặt cắt điện địa chất theo chiều. .. bị đo đạc phần mềm xử lý tạo bước đột phá mạnh mẽ làm thay đổi nhanh chóng mặt phương pháp Các phương pháp đo điện trở: a Phương pháp mặt cắt điện trở: - Phương pháp mặt cắt điện trở dòng chiều. .. điển hình đo sâu điện lưỡng cực trục liên tục đều, đo sâu cực-lưỡng cực - Đo sâu hệ thiết bị đối xứng: + Tâm điểm đo bố trí tuyến thẳng có phương trùng phương dây phát thu + Hệ số thiết bị điện trở