综合物探技术在滑坡勘察中的应用

综合物探技术在滑坡勘察中的应用

刘罗明

桂林市交运勘察设计有限公司 广西壮族自治区 541199

摘要：常见的地质灾害有很多种，其中滑坡是其中的一种也是危害性最严重的的一种，滑坡既常见分布范围又广，预防滑坡是地质学家们很困惑的问题。本文根据地址情况及地球物理特性，选用高密度电测探法、瑞雷波测探法、地震映像法三种物探技术在滑坡区域进行应用研究。数据研究表明，在滑坡勘察中采用综合物探技术是正确的，不仅解决了单一物探技术结果的片面性，还大大提高了结果的准确性，达到低成本勘察效果。高密度电测探法的优点是能够良好的反映地下电性分布，但无法准确判断滑动面的形态；瑞雷波测探法只适用于浅层滑坡，对浅层有极高的分辨率；地震映像法能直观的反映出不良地质现象，三种方法各有千秋。综合物探技术实质上就是结合现有的、成熟的单一物探技术进行滑坡勘探，最终以达到最准确、最快速的勘探效果的一种科学技术。

关键词：综合物探；滑坡；勘察；应用

地质灾害中滑坡的形成和发生不是一个快速变化的过程，而是一个较为缓慢的且综合性物理变化过程，受客观因素和外在因素的共同制约。滑坡危害的发生既与发生地的客观因素有关，即地貌、地质、地下水的情况都会影响滑坡分布规律和发育；又与人类在户外的活动方式有关。

1. 综合物探技术方法简介

（一）高密度电测探法

高密度电测探法实质上就是高密度电阻率法，也是直流电阻法。这种方法是在电法勘测的基础上后续发展而来的，其原理与常规电法相同，但是优点比常规电法多很多。高密度电测探法是对岩层的电阻率差异进行查明滑动面状况。无论是同一岩石还是不同岩石，他们内部的组成、结构都不是完全一样的，都有一些差异，这些差异也注定了电阻率的不同。高密度电测探法通过电极向地下输送直流电形成电场，从仪器勘测电阻率的变化，进而确定勘测区域地下岩层的一切情况。

图1 高密度电测探法

（二）瑞雷波测探法

瑞雷波质点轨迹和传播随着深度的变化而变化，当瑞雷波向地下传播时，质点振幅随着深度的增加而降低，瑞雷波测探法就是通过瑞雷波的这种传播特性，来推测地下地质岩层的情况。瑞雷波的波长能够充分反映出不同深度的地质情况，当波长相等时，传播特性分析出的是同一深度上水平方向的地质状况；当波长不等时，传播特性分析出的是不同深度上不同地质的状况。从事野外工作时，通过地面上激发的地震波，对数据和振幅进行收集和处理，得出频散曲线，分析勘测地区地层情况。

图2 瑞雷波测探法

（三）地震映像法

地震映像法的别名为高密度地震法，其原因是与高密度电法一样产生相同的震源方式。地震映像法对比其他两种方法有特别的地方所在，记录每道不同的地震波时都会选取同一偏移距，这对于野外勘察工作来说，是相当有利的。每完成一次地震波的接收和激发后，激发点和检波器自动顺着测线方向移动相等的距离，准备开始下一轮的工作，当整条测线全部采集后，就会绘制出一条测线的完整地震刨面图。值得注意的是，该方法在工作时根据勘测区域的具体环境选择一种或几种特定波，由于这个原因也被称作地震多波勘测。

图3 地震映像法

二、综合物探的工作方式

（一）应用前提

某些区域发生滑坡的现象很频繁，但不是很严重，例如官田坝项目中，发生较为简单的滑坡，其滑坡的岩层多数为砂岩和泥岩。它与第四极覆盖层不同，也与塌陷的砾石不同，因为这类岩层具有一个独特的优点即抵抗力强。除此之外，还具备一些优点，基岩和断层带间的电气差异常明显，基于这个优点，为集成地球物理中的高密度勘测奠定了基础，提供了优秀的条件。

（二）工作布置

在任何物探工作前都要进行完备的准备工作，根据技术设计来组织综合地球物理技术的首要设计，最重要的还要结合已有设施的实际条件进行准备。在开展工作时要准备的设备包括指南针、电路图、测量电缆和手动定位端子。值得工作人员注意的是，在安装物体检测线的过程中，房屋等其他建筑物的影响因素对勘测结果略有影响，但是不会影响整体物探勘测结果。

（三）工作方法

从官田坝项目要实现的最终审核目标入手，基于现场的基础建设条件考虑，选择高密度电气勘测方法最为合适有效，能够达到经济最大化，勘测系统在项目现场收集的可分析数据能够将误差控制在2.9%以内，其中RES2DINV和 Surfer 软件用做处理数据，RMS将控制在9.5%内。该项系统具体实施步骤主要包含三个方面，第一，每日完成测量工作后，将得到的数据通过仪器传输到计算机，用于数据的存储和编目；第二，通过计算机计算出由反演引起的变形数据，绘制电阻轮廓图，这项工作主要是通过分析数据曲线，过滤掉因干扰因素形成的畸形数据；第三，通过对电阻率等高线图的分析，得出该项目地区地质剖面的状态并加以推断。从分析结果看出，由于本次该项目的结果为探索性结果且效果不明显，因此最终的分析结果显示为地形修改后的最初原始数据结果。

三、综合物探技术在滑坡勘察中应用成果展示

（一）成果解释

根据官田坝项目物探成果，从截面的解释结果出发，了解到滑动体有条件的分为三层。首先砾石土壤作为第一层，电阻值为 2.1Ω.m至 120.5Ω.m，厚度为几米至十米；其次层间粘土砾石作为第二层，电阻率值为 10.2Ω.m 至 24Ω.m，厚度为几个单位，仪表长达30米左右；最后一层是基岩，电阻为 29m 至61Ω.m，其中滑动层与泥岩、粉砂岩与砂岩、粘土粉砂岩的质地都是软的，得出基岩的风化程度很微弱，不明显，但是重叠沉积物厚度的变化程度较大，滑坡中最高度风化的基岩厚度为十米到二十米左右。根据以上数据结果表明，官田坝地区的滑坡形状为长舌状，向南北扩散为主。阻力边缘的高度最低为145米，最大高度为五百米左右，相对而言，最大高度差约为三百五十五米。从滑坡整体来看，北部起伏高，南部起伏低，总体呈上坡的坡度趋势，中等平缓且陡峭的滑坡坡度为五到三十八度，呈现纵向阶梯形状。总体来说，滑坡两侧比较薄，中间比较厚实。

图4 工程综合平面图

（二）物性参数

滑坡物质的岩性由碎石链接黏土和碎石构成，大多数以粘土粉砂岩、夹层砂岩、粉质泥岩和泥岩为代表。每一种岩石与土壤的抵抗力的比值均不同，其中耐候风化砂岩是299hm·m到801hm·m；强风化泥岩、粘土粉砂岩与砂岩夹层是 201hm·m 到3998hm·m；中度风化泥岩是29Ohm·m到51Ohm·m；中度风化粉砂岩是31Ω.m到60Ω.m；中度风化砂岩是101Ω.m到181Ω.m；阻挡砾石土是19Ohm·m到120Ohm·m； 所有混砾石的粘土是99hm·m到249hm·m。采集数据和基岩间的电阻值存在较为明显的差异，这就是综合物探的基本。

结语

选择综合物探技术进行滑坡勘察应用研究，对于地质技术发展的本身和降低滑坡带来的灾害有重要的意义。根据滑坡区域的岩土条件和地质特征，主要可利用高密度电测探法、瑞雷波测探法和地震映像法三种综合方式进行研究，对于大规模滑坡项目的勘测而言，滑坡的宽度和深度都有增加，勘测较为麻烦，如果用单一一种勘测方法，其勘测结果会大大降低准确率。从滑坡工程的成果及区域地质特性来说，采用综合物探方式进行勘测，采集全面审核、分析，既可以提高勘测结果的准确性，又可以降低勘测的成本，提高工作成果效率。

参考文献

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