POLARES主机 POLARES-BOX 电极转换箱

高密度电法的革命：直到现在，应用于地球物理勘探的高密度电法在进行数据采集时一直使用相同的传统直流方法：在两电极间加载电流，测量插入地层中的另外两个电极之间相应的电势。外加电流和相关的电势一直是连续不断的，并对每次测量进行极性反转。新的勘探工具—POLARES使用的正弦交流电替代直流电，且频率可调。

  POLARES高密度电法仪优势所在：仪器设计较为复杂，但交流电的显示出了特别的的优势—在相同数据采集效果下，采集速度绝对更快，相对传统的直流测量时间采集速度可以提高至少10倍（大多情况下可达20倍）。此外，可以在模和相位（一信号相对另一信号有延迟）的正弦条件下进行电势和电流的比值测量；模和相位这两个信息单次测量即可获得，系统还可同时得到电阻率和IP值。

POLARES 优点：新的设备因为将测量系统、控制系统和电源系统集成在一起，只有电极转换部分是分开的，所以更加轻巧便携。电极结构扩展可从16道至256道

新的POLARES相对于原先一代的高密度电法仪更轻、更小、更快，稳定性更高。依靠直观的用户界面——高质量的LCD触摸屏——所有操作无需鼠标或键盘即可控制。由于采用了低能耗的嵌入式系统（不需要降温风扇和传统的硬盘），且操作系统源代码开放，用户可以感受到仪器更长的续航能力和更高的稳定性能。通过USB端口还可以连接多种外部设备：如USB加密狗、网络接口、WiFi、蓝牙、GPS天线、键盘等等。另外，非传统PC的使用使得仪器可适应更大环境湿度和温度范围的工作条件，使POLARES成为在沼泽地等环境下勘探的最佳选择。

 

德国BEAM®：

盾构机掘进过程实时地电超前监测

电法超前监测技术（简称BEAM®）由德国GET公司常务董事Kaus开发研制并获得德国专利，是一种应用聚焦电流激发极化方法原理的地质超前探测技术，特别设计应用于地下工程建筑工业的。BEAM®技术不但适用于现有隧道的测量，同样更适合于现代化高机械化的盾构机上安装使用。

       BEAM®是一种无损的技术，在盾构机掘进的过程中能够持续地工作。在任何硬岩和软土层地质情况下，BEAM®可在土压平衡式（EPB）盾构机、泥浆型（Slurry）盾构机、抓取式(Gripper)盾构机、单或双屏蔽盾构机上安装使用，而不受盾构机厂家的影响。

       BEAM®探测系统的主要组成部分是安装在盾构机操作室内的测量单元和作为测量电极的可调节的盾构机刀盘。在一个完整的测试系统里，测量单元被连接到盾构机的制导系统，接收掘进状态信号，保证数据充分自动采集和实时显示。盾构机现场的通讯设备可以同步传输地质超前预报结果到每一台认可的计算机里。

基于对岩石储存电能能力参数频率效应百分比（PFE）和视电阻率（R）的测量，产生了一套先进的处理评估软件，能够用来对地电地质/水文地质进行分类和解释。研究案例都是选自国际盾构隧道工程项目，是在不同的测试目的和地质条件下的预报结果的分析概述。

       自2000年以来，这套地球物理探测系统通过对硬岩和软地层的测量得到同样可靠地结论，说明它是能够完全满足盾构机在恶劣环境条件下工作时的操作需求的。自从2000年开始，在全球盾构机隧道工程项目里，   通过GET公司的仪器服务，地质超前预报的隧道总长度超过100km。

       所以，BEAM®系统能够使隧道高掘进速度开挖，提供这样信心的基础是：当显示隧道掌子面前方一致地质条件时，继续掘进；当显示即将遇到复杂的地质情况的建议响应时，提前采取行动。

 

日本OYO高分辨率表面波方法

传统的面波勘探方法

稳态面波

多道瞬态面波

高分辨率面波勘探方法

OYO 独家原创技术

硬件 面波（1D、2D） 无需锤击开关、触发电缆

折射、反射、被动源面波

内置SeisImager折射、面波反演软件

智能提示的采集菜单、易于操作

小巧便携 

McSEIS-SW高精度表面波探测系统

高分辨率面波勘探

OYO面波方法 2D

不同的采集方式与解释软件

多源勘探

传统多道面波二维分析

地震成像技术    德国Geotomographie：

跨孔地震成像系统

P波成像 P波电火花震源 水听器（带前置放大）

地震成像技术 P波成像    采空区勘探 岩溶勘探

                         S波成像    IPG800电子脉冲器发生器 BIS-SH-DS S波电火花探头

           覆盖层与特殊土勘探   基岩及其风化层勘探

地脉动-概念

地脉动(ambient microtremor)：它是由随机震源（包括自然因素：如地震、大气运动、火山活动、海洋波浪等；人为因素：如交通、动力机器、工程施工等）激发并经场地不同性质的岩土层界面多次反射和折射后传播到场地地面的振动，是地面的一种稳定的非重复性随机波动。

 因为波的多次反射和折射，地脉动在传播过程中积累了反映场地土层固有特征的信息，正是这种不随时间变化的固有信息，使地脉动信号具有某种统计规律性，为在工程中的应用提供基础。

单点谱比法-原理：日本科学家Nakamura（金井清）提出，又称Nakamura 法和H／V频谱比法，即一地点脉动的水平与竖向分量频谱比来估计该场地卓越周期和放大倍率的方法。金井清认为，水平地表层的振动主要是竖向传播的水平剪切波多次重复反射引起的，地脉动记录中的卓越周期即为表层土的卓越周期。

   目前该方法在全球得到了普遍的使用，也被国内的研究者公认为目前最理想的测试卓越周期的方法。

单点谱比法-成果：左图为某测试点H/V频谱曲线，其峰值对应为场地的卓越周期。

根据Nakamura法的理论基础，可以得到卓越周期和地层覆盖层的剪切波速Vs和深度H之间的对应关系式

 知道了卓越周期后，知道剪切波速Vs和深度H中的任何一个量，就可以推出其中的另外一个量。

单点谱比法-成果拓展：获取单点的H/V频谱曲线后，可以依据曲线的峰值特征（对应的周期和幅值）拟合反演地下剪切波速结构，单峰意味着场地可明显划分为2层，双峰可认为可良好划分为3层，依次类推。（注：该方法需要知道最表层的厚度）

单点谱比法-案例——绘制区域地质调查图：这种方法可以进行大的区域地质调查，尽管不如传统地震的精度高，但成本低，更快捷，可满足非精查下的勘察需求。下图为意大利某大型地调项目工程实例。

单点谱比法-所需设备：（1）意大利Micromed 公司TROMINO 一体式地脉动仪

主参数：

3个速度测量通道用于地震环境脉动记录（最大到±1.2mm/s，分辨率0.000036406mm/s）

3个速度测量通道用于强震记录（最大到±5cm/s，分辨率0.0014mm/s）

3个加速度测量通道用于强振动监测（±5g）

1个模拟通道（例如，用于MASW多道面波/折射的外部触发）

内置GPS接收器，内置和/或外置天线，用于定位和不同主机间绝对校时/时间同步

内置无线电发射/接收模块，用于室内/室外不同主机间同步和报警传输（例如，信号高于阈值）

USB直接连接PC

该仪器采用一体化设计，内置三分量摆，内置GPS用于台阵法测试下绝对时间同步，可外接WLAN无线模块进行远程同步控制。

主要技术参数＞

频响：    0.1～200 Hz

动态范围：    120 dB（测试的）

A/D转换：    32位（127dB 500SPS条件下信噪比）

采样时间：    2,4,10,20,50 msec（LPF低通滤波 206Hz 固定）

数据记录模式：人工模式、自动模式、定时模式

数据记录长度：最大连续15小时（不带无线模块）

建筑物振动特征分析-原理：建筑物的振动和地层类似，对能量的频率会有所选择， 在同一轴线上、不通的楼层进行测试，使用Hi/Ho（第i层和地表层（0层）的水平方向上的能量谱比值，而不是H/V），所出现的峰值对应的频率就是建筑物的自振频率。对其能量幅值的分析，可以得出建筑物的摆动模态。如下图所示，通过Grilla软件的分析，得出某建筑物的的自振频率和摆动模态。该技术在意大利成功地对比萨斜塔进行健康和防护评估。

建筑物振动特征分析-成果：以环境脉动为震源，对大型建筑物和桥梁进行振动模态分析，做出安全性评价。 可以得到以下分析结果：1、振动频率 2、振动方式 3、阻尼系数

台阵法-原理 台阵法：利用台阵的方法观测长周期地脉动的特征，然后提取低频面波的频散曲线，最后反演出地下可达几百米深范围内的剪切波速结构。

             长周期地脉动与深部土层的结构有关，短周期地脉动则与浅部结构有密切的关系。利用长周期地脉动反演地下波速结构，具有很大的现实意义。该方法需要至少4台以上的地脉动台站，通过GPS或无线电进行绝对时间同步。

台阵法-成果: 在天然震源下，使用台阵法使用进行数据采集，在频率域进行频散曲线的提取，根据频散曲线反演地下波速结构。为提高浅层的分辨率，可以联合MASW的频散曲线。

 

分布式地震仪-美国Seismic Source：分布式地震仪几乎所有的地震勘探方法都需要使用地震仪来采集数据，采集到高信噪比的原始数据是取得好的勘察效果的基础。

        DAQlink III是DAQlink系列地震仪系统的第三代产品，该系统可以配置成单独的监测系统、地震勘探系统，或者分布式地震反射系统。

数据采集设备-地震仪: DAQlinkIII 每个采集单元24道，单个主机可以作为24道工程地震仪使用，也可以多台通过有线或无线连接，组成分布式多道地震仪。顶级的硬件和智能化话的软件可以保证各种应用下的数据采集，如2D与3D反射、折射、主动源与天然元面波、波速测试、跨孔地震成像、微震监测等应用。

 DAQlink III分布式地震仪主机主要技术参数：

带宽：DC —15 Khz

触发精度：任意采样率下，精度高于1微秒

A/D 转换: 24 位高速转换

动态范围: 144 dB

采样周期:0.0208, 0.0625, 0.125, 0.250,           

尺寸: 330 x 230 x 60 mm

重量: 3.4 kg

 DAQlink III 2D 分布式排列 ,DAQlink III 3D 分布式排列

 

Cobra WiFi探地雷达：双通道探地雷达

同时探测深部和浅部的目标体

WiFi 无线操作 – 不需要电缆

多种天线频率选择- 100-900 MHz

完整探地雷达系统 – 一体式

包含数据处理软件

GPS 路径导航

控制单元可提供灵活的选择:

从手机到坚固型PDA/PC

可同时定位深部、浅部目标体 (只需PC)

Cobra Plug-In™探地雷达技术参数:

动态范围: 192 dB (32 位)

时间窗口: 0-1,600 ns

采样间隔 ：3.125 ns (320 MHz)

扫描速率: 156 kHz (6.4 μs)

叠加: 64,000/s (48 dB的提升)

电源: 集成14.4 V 锂电池

采集主机: 尺寸: 19 x 14 x 8 cm

重量: 1 kg (包含电池)

7 kg （天线 & 掌上电脑

Cobra Plug-In™探地雷达使用一个单基地的SE天线同时作为发射和接收天线，采用实时采样技术，勘探深度是采用等效采样技术探地雷达的两倍。无线操作、手持数据采集仪、带耐磨底板的空气耦合天线，是目前市场上勘探深度最大的探地雷达系统。

铁路路基高速检测