淺析高密度電法在地質(zhì)滑坡上的應(yīng)用

李升科，鐘燕青

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊，安徽 安慶 246000）

高密度電阻率法是集常規(guī)的電阻率法(電測深和電剖面)于一體的一種多裝置、多極距的組合方法。它具有一次布極即可進(jìn)行多點、多極距和多參數(shù)數(shù)據(jù)采集的優(yōu)點。其顯著特點是數(shù)據(jù)采樣高、信息量大，因而能全面地反映出測量斷面的電性特征。數(shù)據(jù)處理中通過電阻率反演成像和求取比值參數(shù)可突出異常信息從而達(dá)到高效率、高精度、高分辨解決地質(zhì)問題的效果。

1 概況

因降水頻繁，宣城市東村王街一處山體發(fā)生地質(zhì)滑坡現(xiàn)象，為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的繼續(xù)發(fā)生，對該地區(qū)進(jìn)行了地面物探高密度電阻率法工作，本次工作目的是為詳細(xì)查明現(xiàn)狀滑坡體右緣山坡的結(jié)構(gòu)及斷層分布特征，向周邊進(jìn)行較大范圍的延伸，為下一步治理和施工設(shè)計提供物理依據(jù)。

2 高密度電阻率法的實際應(yīng)用

2.1 方法原理、裝置選擇及儀器性能指標(biāo)

高密度電阻率法是預(yù)先將所探測剖面位置的所有電極布設(shè)好，經(jīng)人工選擇觀測裝置，由儀器自動控制程序分別接通所需位置的電極，分層采集數(shù)據(jù)，得到高精度電阻率剖面。通過試驗工作，本區(qū)高密度電阻率法的溫納裝置(α裝置)地質(zhì)效果較好，故在本測區(qū)采用該裝置進(jìn)行觀測。其觀測系統(tǒng)設(shè)置如下圖所示。

圖1 高密度電法的觀測系統(tǒng)設(shè)置圖

本次高密度電法選擇采集參數(shù)為120個電極，電極距為1m，采用溫納裝置(α裝置)采集1～39層。

本次高密度電法工作所采用的儀器為重慶精凡科技有限公司生產(chǎn)的EDJD-1高密度電阻率法觀測系統(tǒng)，儀器精度滿足出廠要求，在施工過程中，儀器的數(shù)據(jù)存貯和輸出數(shù)據(jù)功能正常，無差錯出現(xiàn)。在施工過程中定時檢查儀器的內(nèi)置電源并及時充電，保證了儀器的正常工作。

2.2 測網(wǎng)布置

本次地面高密度電法共布設(shè)3條線，詳細(xì)布置見下圖。

圖2 測網(wǎng)布置圖

3 高密度電阻率法的測量成果

3.1 資料整理、處理

高密度電阻率法資料處理首先是把野外實際點位的高程數(shù)據(jù)添加到高密度野外獲得的原始資料中，在此基礎(chǔ)上利用瑞典高密度軟件用最小二乘反演程序進(jìn)行反演計算，使用的二維模型根據(jù)實測視電阻率的相關(guān)數(shù)據(jù)段把地下空間分為N塊，然后不斷地擬合這些塊的電阻率，直至正演計算出的視電阻率擬斷面與實測擬斷面相吻合或基本吻合為止。為了獲得最佳效果，本次模式細(xì)化采用單位電極距的作為寬度的模型單元，正演模型子例程的網(wǎng)格類型選用最精細(xì)網(wǎng)格，并選擇了相鄰電極間4個節(jié)點來獲得較準(zhǔn)確的視電阻率計算值，最后得到帶有實際地形數(shù)據(jù)的等值線擬斷面圖。

3.2 解釋推斷成果

經(jīng)過對所獲取的高密度電法資料進(jìn)行整理、處理，本次高密度電法工作各測線電性特征如下。

3.2.1 1線電性特征

圖3 1線電阻率等值線圖

圖4 1線反演模型電阻率斷面圖

從電阻率等值線圖上看，電阻率表現(xiàn)為淺部低阻，深部高阻，最小值50Ω·M，最大值926Ω·M，平均值476Ω·M。

經(jīng)過反演之后，電阻率在地表3m以內(nèi)明顯呈低阻，為含水較豐富所致；在55號點和105號點分別存在一條近乎垂直地表的斷裂構(gòu)造帶，120～130號點在深度10m～18m可見一個橢圓狀高阻區(qū)。

3.2.2 2線電性特征

圖5 2線電阻率等值線圖

圖6 2線反演模型電阻率斷面圖

2線為沿著滑坡區(qū)域布置的測線，在電阻率等值線圖上，最小值45Ω·M，最大值1015Ω·M，平均值457Ω·M，在55號點和95號點深部見兩個高阻區(qū)，經(jīng)過反演之后，地表均表現(xiàn)為低阻，50～120號點之間均為滑坡堆積，95號點仍表現(xiàn)為高阻區(qū)，在50號點存在一個垂直地表的分界面，在地質(zhì)勘查為斷裂構(gòu)造帶，滑坡可能因為強降水沖擊此構(gòu)造帶所致。

3.2.3 3線電性特征

圖7 3線電阻率等值線圖

圖8 3線反演模型電阻率斷面圖

該線為垂直滑坡所布設(shè)，3線61號點對應(yīng)1線68號點，3線85號點對應(yīng)2線70號點，電阻率等值線圖與反演模型電阻率斷面圖均對應(yīng)良好。經(jīng)統(tǒng)計3線電阻率最小值46Ω·M，最大值1140Ω·M，平均值483Ω·M。經(jīng)過反演之后，3線33～70底部為高阻，70～100為滑坡堆積層，地表表現(xiàn)為低阻。

本次地面高密度電法測量工作，基本查明巖層的地下電性分布情況，在工作范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯順層滑坡的構(gòu)造特征，不會繼續(xù)發(fā)生地質(zhì)滑坡現(xiàn)象，已發(fā)生的滑坡體為2線50號點垂直地表的構(gòu)造在地表出露，經(jīng)過雨水沖擊所致。

4 結(jié)束語

目前，在確認(rèn)滑坡面的過程中，高密度的應(yīng)用非常廣泛，通過高密度電法對滑坡體進(jìn)行具體的測量與勘查，從而獲取了大量可靠的數(shù)據(jù)資料與圖件。并且通過這些資料與圖件，能夠比較清晰具體地了解到某一滑坡體的具體形態(tài)、大致規(guī)模以及本身的結(jié)構(gòu)。

對工程地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查是運用高密度電法的必要前提，通過這些地質(zhì)資料進(jìn)行仔細(xì)分析，再結(jié)合滑坡具體成因進(jìn)行滑坡面的確定，并且提出改善勘探效果的建議，以及為滑坡的治理提供可靠、有利數(shù)據(jù)，從而更好地預(yù)防和控制滑波的發(fā)生。