电阻率法的理论基础 (一)电阻率岩(矿)石间的电阻率差异是电阻率法的物理前提。电阻率是描述物质导电性能的一个电性参数。从物理学中我们已经知道,当电流沿着一段导体流过时,导体的电阻R与其长度l成正比,与垂直于电流方向的导体横截面积S成反比,即地球物理勘探概论式中比例系数ρ称为该导体的电阻率。将式(4-1-1)改写成:地球物理勘探概论显然,电阻率在数值上等于电流垂直通过单位立方体截面时,该导体所呈现的电阻。岩、矿石的电阻率值越大,其导电性就越差;反之,则导电性越好。在SI制中,电阻R的单位为Ω(欧);长度l的单位为m;截面积S的单位为m2,故电阻率的单位为Ω·m(欧·米)。(二)电阻率公式及视电阻率1.电阻率公式电阻率法工作中,通常是在地面上任意两点用供电电极A、B供电,在另两点用测量电极M、N测定电位差(图4-1-1)。图4-1-1 任意四极装置示意图电阻率的计算公式:地球物理勘探概论令地球物理勘探概论则式(4-1-3)变为地球物理勘探概论式(4-1-5)是利用四极装置测定均匀各向同性半空间电阻率的基本公式。式中K称为装置系数(或排列系数),它是一个与各电极间的距离有关的物理量。在野外工作中,装置形式和极距一经确定,K值便可计算。
土壤的视电阻率怎么测得的。注意是“视”电阻率。 方法如下:要对土壤进行土壤电阻率的测量,最准确的方法是四点等间距法。将小电极埋入被测土壤呈一字排列的四个小洞中,埋入深度均为b,直线间隔均为a。测试电流I流入外侧两电极,而内侧两电极间的电位差V可用电位差计或高阻电压表测量。V/I即为用Ω表示的电阻R。四个电极通常置于间距为a的直线上,入地深度不超过0.1a,因而可假定b=0,则土壤电阻率可表示为:ρ=2πaR,式中:ρ—视在土壤电阻率;视在土壤电阻率指与土壤电阻率真实值有区别的一种近似值。R—所测电阻;a—电极间距;
视电阻率的几种定义式 (一)均匀大地瞬变电磁场的等效计算方法在第一篇中我们已经给出了均匀大地阶跃偶极子场的一般计算方法。这里我们再给出一种计算均匀大地瞬变响应的等效方法。1979年美国地球物理学家M.N.Nabighian提出了利用等效代换法计算均匀大地的晚期瞬变电磁响应的概念及计算方法。这种概念使人们能够从物理意义上去理解瞬变电磁场的扩散规律,在满足晚期的条件下,其计算精度也是令人满意的。在电导率为σ和磁导率为μ0的均匀大地上,敷设输入阶跃电流的回线Tx,图2?4?42表示出了该回线中电流所产生磁场的磁力线。图2?4?42 矩形回线中输入阶跃电流产生的磁力线当发送回线中电流突然断开时,在下半空间中就会被激励起感应涡流场以维持在断开电流以前存在的磁场,此瞬间的电流集中于Tx附近的地表,并按r-4规律衰减(r为Tx中心至观测点的距离)。随后,感应电流开始扩到下半空间中,在切断电流后的任一晚期时间里感应涡流呈多个层壳的“环带”形,图2?4?43为穿过Tx中心的横断面内有不同时刻的电流密度等值线分布图。由图可见,随着时间的延长,涡流场将向下及向外扩展。依据计算的结果,涡流场极大值将沿从Tx中心起始与地面成30 o 倾角的锥形斜面向下及向外传播,极大值。