綜合物探法在地質(zhì)災害勘查中的應用

湯子堅

（四川中水成勘院工程物探檢測有限公司，四川 成都 610059）

滑坡等自然災害，指的是因為人類生產(chǎn)、經(jīng)營活動導致的地質(zhì)條件逐漸惡化，對人類賴以生存的自然環(huán)境基礎造成極大程度的破壞，從而導致重大社會經(jīng)濟損失乃至人員傷亡的山體變形運動。滑坡等自然災害形成時，山體沿滑坡面進行滑動，而造成“滑坡面”產(chǎn)生的原因，是因為山體巖層松軟導致的，且混雜著泥漿、砂石以及水分，所以有一定的導電性特點，且以低電阻為主；滑動面承載的巖體，被稱作“滑坡體，”其電阻程度相對較高。所以，通過對電阻高低水平的檢測，可以基本檢測出滑坡面所處位置、規(guī)模以及分布情況，從而對滑坡安全隱患進行了一個的檢測，對減少、預防滑坡地質(zhì)災害都有著極大的意義和作用。

1 工程概況

本工程項目施工區(qū)域為某一鎮(zhèn)政府后的滑坡山體，待勘查的山體地貌以殘丘為主，其周圍為洪沖洼地，植被覆蓋程度較高。殘丘主要以花崗巖為主，殘丘表層為土坡層，殘丘頂部呈渾圓狀，在勘查時該殘丘已經(jīng)出現(xiàn)多處裂痕。地面高程約為660m～700m，絕大部分區(qū)域已經(jīng)成為灌溉稻田，坡體斜度大約在30°～35°之間，斜坡高度大約在100m左右[1]。

通過對待勘查區(qū)域的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，待勘查區(qū)巖石基本以花崗閃長巖為主，周圍植被覆蓋范圍較廣，土層較為松軟，出現(xiàn)滑坡等自然災害的幾率較大。

2 地球物理條件

當滑坡體含有水分的情況下，相較于上下巖層，阻值相對較低；而在滑坡體不含水分的情況下，相較于上下巖層，阻值相對較高，因此可在高密度電法勘測技術作用下，勘測滑坡體深度以及區(qū)域規(guī)模等信息。由于滑坡體有預定的波阻抗差異性存在，主要體現(xiàn)在波速沖擊較緩，因此為地震瑞利面波法在滑坡地質(zhì)災害中的勘測，奠定了堅實的技術基礎，由此可以看出，滑坡體具備通過高密度電法勘測地質(zhì)災害情況的基礎條件要求。

3 方法選擇

3.1 高密度電法勘探

高密度電法勘測技術，同時也被稱作電阻率系統(tǒng)，是一種列陣勘探技術，如圖1所示，是在直流電法基礎上發(fā)展而來的，是在四極探測以及電剖面技術基礎上產(chǎn)生的，其電場分布通巖體介質(zhì)電阻率分布情況，有著直接的關系，通過電場的勘查，基本勘查出電阻率的基本分布情況，同時根據(jù)巖土介質(zhì)電阻率的分布特點，分布地質(zhì)結構情況，是地質(zhì)災害勘查中應用程度較大的物探技術[2]。

通過高密度電法進行檢測時，需要同時安設多根電極，并在程控式多路轉(zhuǎn)換器的作用下，選擇電機組合方式并確定電極間隔，從而提升數(shù)據(jù)采集效率。如果電極通過ΔX進行組合時，可檢測出電極距離a=NΔX，（并且依次取N=1，2，其中a是電極距；ΔX是最小電極距；N是隔離系數(shù)），并且每個極間距在固定裝置中從左到右逐點移動，以完成數(shù)據(jù)采集。在同一極點位置檢測電測深度，并一次性完成水平位置以及垂直位置的二維探測。

圖1 高密度電法工作系統(tǒng)示意圖

根據(jù)電極分布以及排列特點，同時有多種形式安裝技術，在本次地質(zhì)災害檢測工作中，應用程度較高的溫納裝置。在勘測過程中，AM=MN=NB=AB/3作為一個電極間距。這當中，A，B，M，N等多個點，逐步向右進行偏移操作，從而得出第一層的剖面線；隨即AM，MN，NB等點之間的電極間距不斷加大，隨著A，B，M，N等點的向右偏移，得出另外一層的剖面線；通過不斷的掃描，得出不同形式的梯形地質(zhì)斷面。

3.2 瑞雷波法

瑞雷波法同時也被稱作表面波頻譜分析法，因其檢測簡便、分辨率較高等優(yōu)勢，該技術從20世紀80年代起，在工程項目中的應用范圍不斷擴大，尤其在路基壓力、地基承載力等的監(jiān)測中，應用程度尤為廣泛[3]。瑞雷面波技術是在彈性分界面對波面影響下形成的，且沿著邊界進行傳播，同時波動情況多出現(xiàn)在界面周圍的彈性波。

瑞雷面波的獲取，是沿著波段傳播方向，在△X間距內(nèi)安置N+1個檢波器，從而更好的檢測到N△X長度內(nèi)波的傳播情況。

4 測線布設

根據(jù)對工程項目施工區(qū)域地形、地貌、地質(zhì)條件的調(diào)查、分析，針對性的設定了3條高密度電法剖面，測量電極為60道，供電間隔時間被設定為0.5s，測線點距設定為4m，面波勘查中同時設定了12個面波監(jiān)測點，同時通過4Hz的垂直檢波器，通過12道進行接收，道間距設定為2m，偏移距設定為3m。采樣時間的間隔設定為0.2ms，還將采樣長度設定為0.512s。在全站儀或者GPS定位裝置作用下，得出物探樁點位置，同時根據(jù)檢測地區(qū)實際情況，進行了相關的調(diào)整和優(yōu)化[4]。

5 成果解釋

5.1 高密度電法成果解釋

WT1號測線：電阻率以水平的形式分布，隨著物探檢測工作的不斷進行，電阻率水平也不斷提升，上部沖破黏土厚度大約在22m～28.4m之間，并呈現(xiàn)出較為綿密的狀態(tài)，電阻率ρs＜200Ω·m。下部為厚度16.8m～27.2m的花崗閃長巖，電阻率ρs=200Ω·m～400Ω·m，被檢測地帶坡度傾斜程度較大，大約在28°～30°，由此可以推斷出滑坡體長度大約在33m～175m之間，巖層厚度大約為0m～18.6m。

WT2號測線：電阻率以水平形式進行分布，隨著深度的不斷提升，電阻率也隨之不斷擴大；上部為23m～29.3m厚度的沖坡黏土，分布程度較為綿密，電阻率ρs＜200。下部為17.5m～28.5m厚度的花崗閃長巖，電阻率ρs=200Ω·m～400Ω·m，被檢測地段坡度大約在28°～30°之間，可以推斷出滑坡體長度大約在45m～180m之間，厚度大約在0m～18.2m之間。

WT3號測線：電阻率呈水平分布，隨著檢測深度的不斷提升，電阻率值也隨之提升，上部是25m～29.5m厚度的沖坡粉質(zhì)黏土，分布程度較為綿密，電阻率ρs＜200Ω·m。下部為厚度在17.2m～26.2m之間的花崗閃長巖，電阻率大約為ρs=200Ω·m～400Ω·m，由此可以推斷出滑坡體長度大約為25m～160m，厚度在0m～16.5m之間。

5.2 瑞雷波法成果解釋

瑞雷波法基本被用于高密度電法中，通過對頻散曲線圖的研究結合和地質(zhì)資料的對比，發(fā)現(xiàn)滑坡體主要在頻散曲線8m～15m拐點位置。

5.3 物探異常綜合解釋推斷

通過地震面波勘探法以及高密度電法，對剖面檢測點進行了物探檢測，并根據(jù)各剖面物探分析結果，推斷出滑坡體面積大約為14250m2。

6 結論

在綜合高密度電法以及地震面波勘探法的作用下，對剖面檢測點進行了物探檢測，并根據(jù)各剖面物探分析結果，推斷出滑坡體面積大約為1425Om2。通過勘查基本確定了滑坡體面積、規(guī)模、土質(zhì)結構，其余邊坡也呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的狀態(tài)，且在短時間內(nèi)未出現(xiàn)任何的地質(zhì)災害情況。

當前滑坡體處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，存在多處裂痕，且公路上有坍塌現(xiàn)象，而導致坍塌等自然災害的原因，是因為公路坡體坡度較大。