高密度電阻率法在滑坡勘察中的應(yīng)用

代 濤，李福慶，薛寶林，付金強，張 麗

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊，河北保定071051）

·巖土工程·

高密度電阻率法在滑坡勘察中的應(yīng)用

代 濤*，李福慶，薛寶林，付金強，張 麗

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊，河北保定071051）

查明滑坡的工程地質(zhì)特征，才能進行有效地治理。工作中采用高密度電阻率法對北京撞道口村滑坡進行探測，結(jié)果顯示滑坡體與滑床間存在明顯的電性差異。通過電阻率異常形態(tài)、高低阻等特征的分析,推斷出覆蓋層厚度、滑動面位置及基巖埋深,為滑坡治理提供了地球物理依據(jù)。

高密度電阻率法；滑坡體；滑動面

1 概述

滑坡危害巨大，常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。為了消除滑坡隱患，須對滑坡體進行勘察，以查明滑坡體形態(tài)、規(guī)模、覆蓋層厚度、滑動面位置等特征，從而為滑坡的有效治理提供依據(jù)。

高密度電阻率法測量是將電阻率剖面和電阻率測深結(jié)合在一起的勘探方法，其原理主要是通過人工供電，在地下建立一個穩(wěn)定電流場，通過測量目標體與周圍介質(zhì)間的導(dǎo)電性差異而形成異常電場，并結(jié)合測區(qū)內(nèi)地質(zhì)和電性參數(shù)，從而解決實際工程地質(zhì)問題。該方法具有布極一次完成、采集信息量豐富、物理解釋直觀、探測能力強、觀測精度高等特點，近年來在滑坡勘察中也得到越來越多的應(yīng)用。本文中主要采用高密度電阻率法對北京撞道口村滑坡進行探測，取得了較好的勘察效果，為后期的工程設(shè)計及治理方案提供了地球物理依據(jù)。

2 測區(qū)地形、地質(zhì)及地球物理特征

測區(qū)內(nèi)地形較陡，整體呈西南高北東低，地面高程海拔標高240～487m，為一起伏較大的階梯狀斜坡，自然坡度角區(qū)約為55°～75°，部分巖質(zhì)邊坡近乎直立，溝床縱坡15°。治理區(qū)溝谷發(fā)育，走向南北，多呈“V”型及“U”型，谷寬20～60m，溝谷內(nèi)第四系殘坡積物較厚。

測區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，斷裂及基巖節(jié)理裂隙均較發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層主要有第四紀沉積層（包括全新統(tǒng)殘坡積物、洪積物）和侏羅系上統(tǒng)髫髻組地層。巖石組合較為復(fù)雜，以中性安山質(zhì)、粗安質(zhì)巖石為主；侵入巖巖性為石英二長巖、花崗斑巖?；麦w所在的斜坡，除部分地段被第四系覆蓋，其余多為基巖裸露區(qū)，且坡面陡峭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖石成分兼有安山質(zhì)、粗安質(zhì)巖石、火山碎屑巖、石英二長巖、花崗斑巖。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘調(diào)查，通過對溝谷內(nèi)裸露基巖斷面的觀察和人類工程開挖溝槽等顯示的情況，滑坡體主要以人工堆積層、第四紀沉積層和基巖地層。第四紀沉積層電阻率一般為90～220Ω·m；人工堆積物中的塊石、碎石土電阻率一般為150～640Ω·m,體積較大塊石、塊石及碎石電阻率一般為300～1500Ω·m；塊石、碎石土層分布不均勻，有的以塊石為主，電阻率一般為600～1200Ω·m，大者可達幾千歐姆·米；有的以碎石土為主，電阻率一般為100～300Ω·m?；麦w一般來說比較松散，地表水容易下滲，導(dǎo)致電阻率降低，特別是在滑坡體部位；滑坡體與未滑動部分的地層在電阻率值上存在明顯的差異，一般相差幾十至幾百歐姆·米。

3 數(shù)據(jù)采集與處理

為探測滑坡體形態(tài)、覆蓋層厚度、滑動面位置等情況，野外布置1條北東向測線，長度120m，貫穿整個滑坡體（圖1）。

儀器使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀60道高密度電阻率法測量系統(tǒng)（圖2）?？紤]到滑坡體地表條件復(fù)雜，故野外數(shù)據(jù)采集采用a排列（溫納裝置）；因受地形因素的限制，斷面測線布置60根電極，電極距2m，記錄層數(shù)16層。

野外工作結(jié)束后，室內(nèi)處理通過對原始數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換后，采用瑞典高密度軟件——3.54版本對數(shù)據(jù)進行踢出壞點、地形校正、最小二乘反演等過程，最后得到視電阻率成像色譜圖（圖2）。輸出的反演結(jié)果采用surfer軟件進行網(wǎng)格化成圖。最后依據(jù)高密度反演斷面中電阻率數(shù)值的相對大小、等值線的形狀、變化趨勢、延伸方向，對地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造進行推斷。

圖1 測線布置示意圖

圖2 高密度電法工作流程圖

4 資料解釋與分析

測線整體地形起伏較大，局部較陡。測線剖面經(jīng)過的地層巖性有髫髻山組、第四系沉積層。從整體看，剖面橫向視電阻率呈現(xiàn)高、低阻不均勻分布，縱向局部呈低視電阻率區(qū)域，分析認為，滑坡體局部土石比例差異較大，使得剖面整體含水分布不均勻，導(dǎo)致視電阻率剖面呈層狀效果不佳。其中在剖面40～60m之間，電阻率分層性較好，剖面表層呈現(xiàn)相對高阻，深度5m左右有一條中低阻帶存在，推測為滑坡體與原地層的接觸面，如圖3中虛線所示。由于相對電阻率較低，說明接觸面含水，容易形成滑動。

圖3 高密度測線推斷解釋圖

5 結(jié)論

在滑坡勘察中，滑坡體與基巖之間存在明顯的電性差異，覆蓋層多呈低電阻率的閉合圈,而下伏基巖則表現(xiàn)為高阻反映,且連續(xù)性較好。

文中采用高密度電阻率成像技術(shù)來處理資料,所得結(jié)果清晰明了,滑坡體的結(jié)構(gòu)形態(tài),與實地調(diào)查的結(jié)果基本一致,說明采用高密度電阻率法進行滑坡探測有良好的應(yīng)用效果。

[1]廖學(xué)濤，王建軍，李成香，等.高密度電法在滑坡調(diào)查中的應(yīng)用[J].資源環(huán)境與工程，2006,20（4）.

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1004-5716(2015)05-0001-02

2014-10-27

代濤（1983-），男（漢族），河北保定人，助理工程師，現(xiàn)從事工程物探技術(shù)工作。