Analyzing sensitivity and resolution of some electrical resistivity configurations for detecting subsurface cavities using inverted synthetic models by 2D electrical resistivity tomography technique

En este estudio se utilizó Tomografía de Resistividad Eléctrica para identificar cavidades en el subsuelo de la región carbonífera del Estado de Coahuila, originadas por la minería del carbón, y con ello se valora el riesgo geológico inducido. Las mediciones se tomaron a lo largo de perfiles ubicados en las proximidades de carreteras y puentes, dentro de sectores de actividad minera. Estos perfiles se ubican evitando las propiedades privadas y abarcando algunas zonas de hundimientos de las carreteras. Se considera que la subsidencia es antropogénica y está relacionada con la actividad minera somera y relativamente profunda. En las secciones transversales de resistividad eléctrica obtenidas del proceso de inversión se identifican varias cavidades con diferentes formas desde los 7 m de profundidad. La mayoría de estas estructuras causan deformaciones en la superficie, generando hundimientos y fracturas en las carreteras. De forma general, las cavidades identificadas en dos de los sectores analizados se encuentran rellena de agua o sedimentos. En un tercer sector todas las cavidades están vacías o parcialmente rellenas con material colapsado de sus paredes y techos. Las secciones eléctricas revelan otras características del ambiente geológico, tales como zonas de disminución de los niveles acuíferos, inclinación de estratos (que indican paleo-subsidencia del terreno), fallas y fracturas que afectan la secuencia estratigráfica. La disminución de los niveles de los acuíferos indica cambios en el régimen hidrodinámico de las aguas subterráneas que han sido ocasionados por los espacios vacíos generados por la minería. Estos cambios provocan que el subsuelo se hunda debido a la presión litostática y el peso de los vehículos que pasan por encima de las carreteras. Como resultado final, se ubican en los tres sectores analizados, las áreas con mayor riesgo potencial de peligros relacionados con el hundimiento del subsuelo.

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Using resistivity or logarithm of resistivity to calculate depth of investigation index to assess reliability of electrical resistivity tomography

Geophysics ◽

10.1190/geo2016-0244.1 ◽

2017 ◽

Vol 82 (5) ◽

pp. EN93-EN98 ◽

Cited By ~ 2

Author(s):

Simon D. Carrière ◽

Konstantinos Chalikakis ◽

Charles Danquigny ◽

Laura Torres-Rondon

Keyword(s):

Electrical Resistivity ◽

Comparative Study ◽

Electrical Resistivity Tomography ◽

High Resistivity ◽

Resistivity Tomography ◽

Direct Modeling ◽

Resistivity Model ◽

Synthetic Models ◽

Depth Of Investigation

We have conducted a comparative study to determine the most efficient and reliable way to calculate the depth of investigation (DOI) index to assess the quality of electrical resistivity tomography models. We compared the results of using resistivity and logarithm of resistivity after testing them on four synthetic models by direct modeling and a field case, in which the resistivity model was validated by auger drillings. We tested the two most commonly used acquisition arrays, dipole-dipole, and Wenner-Schlumberger. The index calculated with the logarithm of resistivity clearly appears to be more satisfactory than the resistivity-based index. The method based on resistivity systematically overestimates risk (high DOI) in areas of high resistivity, and it underestimates risk in conductive zones. As a result, we strongly recommend the use of the logarithm of inverted resistivity to calculate the DOI index.

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