电阻率测井是地球物理测井中最基本最常用的测井方法,它根据岩石导电性的差别,测量地层的电阻率,在井内研究钻井地质剖面。其主要工作原理是:把一个普通的电极系(由三个电极组成)放入井内,测量井内岩石电阻率变化的曲线。在测量地层电阻率时,因受井径、泥浆电阻率、上下围岩及电极距等因素的影响,测得的参数不等于地层的真电阻率,而是被称为地层的视电阻率。因此普通电阻率测井又称为视电阻率测井。
课题组测试土壤电阻率采用电阻率测井仪及其配套装置软电极,利用预先钻探形成的钻孔,将软电极(接电缆)放入测试深度,地面仪器连接井下电极系,并配套PC机使用,采用自适应供电方案,通达软电极向井下岩层供电,从下到上按0.4~0.5 m间隔测量地层的电场信号。该仪器可以同时记录两条视电阻率曲线(梯度电阻率+电位电阻率),获取视电阻率及自然电位等参数。
课题组选取轨道交通4号线、5号线典型场地开展电阻率测井试验并对比收集了前期1号线、2号线、3号线资料,主要工作量为4号线12个电阻率测井,5号线34个电阻率测井,共取得3580组数据。
课题组在取得数据后,进行数据处理工作,最终得到每个测井的电阻率曲线图(图5-1),并将轨道交通4号线、5号线典型工点电阻率数据进行对比分析(表5-1)。
从表5-1中可以分析得出:
(1)在竖向上,沿深度自上至下,土壤电阻率一般是减小的,但下部变化不明显,测试结果趋同。
(2)除平原区浅部填土电阻率稍高外,地下水位以下土层电阻率一般较低,反映了其低电阻率特性。
(3)在横向上,同一土层电阻率相差较大,离散性明显,特别是早期的1号线测试值明显高出其他各线。
综上分析,钻孔电测井法测量土壤电阻率存在一定的局限性,测试值比较混乱,无法确定本地区土层的视电阻率经验值,测试仅仅为了完成技术要求规定的工作量,缺少借鉴意义,有必要进一步探索更有效的测试技术和提高测试准确性。(www.xing528.com)
表5-1 宁波轨道交通工程典型工点土壤电阻率测试值对比表
续 表
图5-1 典型工点土壤电阻率曲线图
电测井法测试土壤电阻率是一种比较成熟的技术方法,但由于受钻孔成孔质量、孔内泥浆、操作人员素质、设备状况等因素影响,其测试效果和数据存在一定局限性,主要表现在:
(1)钻孔成孔垂直度、孔壁稳定性、软土缩径、掉块等直接影响软电极是否能够顺利下放,特别是软土缩径,因软电极较轻,往往质量较大的钻具能轻易下放,而软电极始终无法放入,致使测试多次反复,甚至无法正常进行。另外,即使正常下入至设计深度,也有可能因掉块卡住无法上提测试,最坏的结果是放弃孔内电缆及软电极,造成经济损失。
(2)宁波平原为典型软土地区,钻探常采用冲洗回转钻进,软土自造浆导致孔内浆液浓度较高,同时由于滨海地区地下水位埋藏很浅,无法通过泵抽汲干净,孔内测试的软电极始终处于浓度较高的泥浆中,孔壁亦被泥皮包裹,通过软电极向土层供电测试土体电阻率亦包括了泥浆和泥皮的电阻影响,其测试值失真,不能完全代表土壤电阻率测试的真实值,有效性值得怀疑。
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