[发明专利]用于断裂电场长期观测的浅部电极施工方法

说明书

本发明涉及一种用于断裂电场长期观测的浅部电极施工方法，包括步骤：在断裂破碎带同一侧断盘的第四系松散层或基岩风化壳中，选取至少两个浅部电极埋设点；当第四系松散层或基岩风化壳的深度小于预设深度时，在浅部电极埋设点进行土坑挖掘，将所述浅部电极摆放于所述土坑当中，对所述土坑进行回填并压实，用于回填所述土坑的回填物质为土壤或焦炭；当第四系松散层或基岩风化壳的深度大于预设深度时，通过直径大于所述浅部电极直径的钻头进行钻探，钻探深度为常年平均孔隙水潜水面以下，将所述浅部电极置入钻探钻孔底部，通过保护性材料对所述钻孔口进行固封。相对于现有技术，本发明可以保证浅部电极置于扩散电场内，且可以提高浅部电极的稳定性。

技术领域

本发明涉及断裂电场技术领域，尤其是涉及一种用于断裂电场长期观测的浅部电极施工方法。

背景技术

自然电场法是目前主流的自然电场观测技术，传统自然电场法又称土地电法，在上世纪60-70年代是我国群策群防的手段之一，其以浅表地电流为观测对象。土地电法的原理是通过观测测道上两电极间电位差的实时变化情况反演自然电场。土地电法的电极布设技术为在指定方向上按照一定距离布设一对电极，电极主要采用在浅表土层挖坑布极的方式，每一对电极则为一条测道，其观测方法是在一定区域范围内布设多条测道，以观察土层中自然电场的变化情况(徐世渐，1979；仇勇海，1995、2008)。

近年来，有学者针对该法做出改良，使之可对区域内全方位进行无缝观测。这一技术称为全方位自然电场观测法。全方位自然电场观测法也是一种改良的土地电观测技术，其改进了原有土地电观测上测道布置的不足。该方法的电极布设技术为在待观察区设置中心观察点为基准点，在基准点周边360°的范围内布设多个方向(不少于8个)，通过测量每一个对应方向上布设的电极与中心点电极间的的自然电场分量，绘制出自然电场全方位变化图以达到观测区域性自然电场的变化情况(席继楼，宋艳茹，胡明朝等，2013)。综上，自然电场法并不涉及可以诱发构造地震的地质单元--断裂，其观察方法相当于全区域的浅部自然电场扫描。

断裂电场特指存在于地壳深部断裂破碎带中由于应力不均匀所产生的压电与岩石电池效应所形成展布于破碎带内部的自然电场。其属于自然电场的一种(Chen Z andChen G.N.,2021,DOI:10.21203/rs.3.rs-42860/v1)。当断裂破碎带延伸至浅部与含孔隙水的松散层接触(包括含水的沉积岩层、第四纪覆盖层等，后统称松散层)，前述存在于断裂中的断裂电场可以垂直断裂走向，在浅部覆盖层扩散，形成类似“漏电”的次级效应。而后者也被称为断裂扩散电场。从物理原理可知，存在于松散层中的断裂扩散电场，其平面上的等势线与断裂走向基本平衡，且在平面上，位置离断裂破碎带走向的垂距越远，电场强度越小。请参阅图1，其为一种断裂电场观测法的电极布置示意图，将一个电极置于断裂破碎带内，作为公共电极，将多个电极置于沉积层中，作为浅部电极，多个浅部电极与该公共电极通过观测仪器相连组成多个测道，将测道之间的数值进行对比，可以有效观察断裂电场的存在。

然而，要通过这种断裂电场观测法达到较好的观测效果，对于电极的布设具有一定要求，首先需要保证电极能够置于扩散电场中；其次由于断裂电场观测是一个长期工作，因此要求电极具有较高的稳定性。如何在电极施工时使电极达到观测要求对于断裂电场观测法来说具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于断裂电场长期观测的浅部电极施工方法，能够保证电极置于扩散电场中，且电极具有较高稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于断裂电场长期观测的浅部电极施工方法，包括步骤：

在断裂破碎带同一侧断盘的第四系松散层或基岩风化壳中，选取至少两个浅部电极埋设点；

当第四系松散层或基岩风化壳的深度小于预设深度时，在所述浅部电极埋设点进行土坑挖掘，将所述浅部电极摆放于所述土坑当中，对所述土坑进行回填并压实，用于回填所述土坑的回填物质为土壤或焦炭；