高密度電阻率法在滑坡工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

鄒恩潤(rùn)（甘肅匯能新能源技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅　蘭州730000）

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高密度電阻率法在滑坡工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

鄒恩潤(rùn)
（甘肅匯能新能源技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730000）

摘要：介紹了高密度電阻率法勘探原理和方法。在天水市肖莊村滑坡工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用情況及效果。通過(guò)視電阻率剖面解析與工程鉆探資料的對(duì)比，二者所取得的結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了高密度電阻率法在滑坡勘察中的可行性，其可在滑坡工程地質(zhì)勘察中得到推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高密度電阻率法；滑坡；工程地質(zhì)勘察

1　概述

高密度電阻率法與普通電阻率法相比，設(shè)置了較高的測(cè)點(diǎn)密度，點(diǎn)距可以小到1m，其信息量遠(yuǎn)超過(guò)普通電阻率法，并具有測(cè)深和剖面雙重功能。它具有輕便、快捷、經(jīng)濟(jì)有效的特點(diǎn)，在工程地質(zhì)勘察中得到了廣泛應(yīng)用，尤其在地形較復(fù)雜的地區(qū)，它的優(yōu)點(diǎn)更加明顯。

文章介紹的肖莊村滑坡位于天水市麥積區(qū)肖莊村北側(cè)，藉河左岸。為了查明該滑坡滑動(dòng)面的位置、埋深和地下水的活動(dòng)特征，評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性和危害，為滑坡的治理提供科學(xué)的依據(jù)及合理的建議，針對(duì)肖莊村滑坡開(kāi)展了工程地質(zhì)勘察，其主要方法為工程地質(zhì)鉆探和高密度電阻率法。

2　滑坡區(qū)概況

2.1滑坡體特征

肖莊村滑坡地貌單元屬剝蝕～構(gòu)造丘陵地貌區(qū)，山體總體走向呈東～西向，由于受藉河侵蝕切割影響，工作區(qū)地形大致呈北高南低。整體形態(tài)呈“駝峰”狀，滑坡邊界清晰完整，東西兩側(cè)分別以沖溝為界，后緣至北山坡頂，最高點(diǎn)高程為1516.76m，前緣延伸至藉河河漫灘一帶，高程約1113.14m，滑坡體平均坡度一般為10°～11°。

2.2滑坡物質(zhì)特征

2.2.1滑體

肖莊村滑坡滑動(dòng)面以上滑體的厚度一般為39.0～62.3m，滑體前后部相對(duì)較薄，中部滑體厚度最大?；w物質(zhì)主要由黃土狀粉質(zhì)粘土和強(qiáng)風(fēng)化泥巖及少量泥質(zhì)砂巖組成。粉質(zhì)粘土呈黃褐色、灰褐色，稍濕，可塑，透水性差；強(qiáng)風(fēng)化泥巖呈紅褐色、灰綠色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為粘土礦物，節(jié)理裂隙一般發(fā)育。

2.2.2滑帶

根據(jù)滑坡體沖溝內(nèi)地質(zhì)點(diǎn)觀察及鉆探揭露，主滑面為多位于泥巖層內(nèi)?；瑤鄮r層表面有磨光痕跡，粘性普遍較高，常常有滑膩感，整體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為薄鱗片狀，可見(jiàn)明顯擦痕。

2.2.3滑床

肖莊村滑坡滑床由新近系地層組成，巖性為紅褐色、灰綠泥巖，埋深34～62.4m，巖體呈中厚層狀，層面節(jié)理不甚發(fā)育，巖層產(chǎn)狀為280°∠12°，表現(xiàn)為順層結(jié)構(gòu)。

3　高密度電阻率法原理及工程概況

3.1基本原理

高密度電法屬于電阻率法范疇，是一種陣列勘探方法，傳統(tǒng)的電阻率法有電測(cè)深法和電剖面法。電測(cè)深法反映測(cè)點(diǎn)下方不同電性的巖層隨深度的分布情況。電剖面法反映地下一定深度內(nèi)沿水平方向地電斷面的特征。高密度電法同時(shí)具備上述兩種方法的特點(diǎn)，并彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電阻率法測(cè)點(diǎn)相對(duì)稀少和解譯依據(jù)單元的不足。

電阻率法是以地下介質(zhì)（巖層）的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一種物探方法。地下各種介質(zhì)在施加人工電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)的電性差異導(dǎo)致地下傳到的電流分布也存在差異，可以用視電阻率來(lái)反映出這種電性差異性分布。在一定的供電和測(cè)量電極排列方式下，通過(guò)供電電極供電，測(cè)量電極測(cè)量出測(cè)量電極之間的電位差，再通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算出視電阻率，然后通過(guò)分析視電阻率的分布規(guī)律判斷地質(zhì)體的埋深、位置、規(guī)模、形狀等參數(shù)，尋找地質(zhì)目標(biāo)體。

3.2野外工作

本次高密度電阻率法測(cè)試采用重慶本土數(shù)控計(jì)算研究所生產(chǎn)的WDJD-4多功能數(shù)字直流激電儀為測(cè)控主機(jī)?？紤]到工作區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，相對(duì)于偶極裝置、斯倫貝爾裝置，溫納—斯倫貝爾裝置的抗干擾能力更強(qiáng)，故野外數(shù)據(jù)采集采用α2排列（溫納—斯倫貝爾裝置），每個(gè)斷面布置60根電極，相連斷面重復(fù)30根，電極距5m。

4　資料處理及解譯

4.1資料處理

高密度電阻率法的資料處理是利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與成像技術(shù)，把所測(cè)得的視電阻率經(jīng)格式化轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理（消除壞點(diǎn)，保留數(shù)據(jù)較一致的數(shù)據(jù)點(diǎn)），并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和其他資料對(duì)比分析，選擇正演、反演計(jì)算參數(shù)，把經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)地形校正，最終繪成視電阻率等直線圖。

4.2剖面成果解譯

根據(jù)對(duì)高密度電法探測(cè)剖面的視電阻率分布特征分析，該工作區(qū)原始地層按物性變化的分布形態(tài)和規(guī)律，在縱向上依次為粉質(zhì)粘土（＞50Ω·m）、泥巖（10～50Ω·m）。而在滑波體內(nèi)，由于滑坡體物質(zhì)松散、含水量增加的影響，不論粉質(zhì)粘土還是泥巖層，視電阻率值均有明顯降低，粉質(zhì)粘土層（20～50Ω·m）、進(jìn)入泥巖層，電阻率急劇降低（10～20Ω· m），在滑坡體的主要滑動(dòng)面上，視電阻率均＜10Ω·m。

現(xiàn)以ZK02、ZK09處視電阻率資料解譯與鉆孔資料進(jìn)行分析對(duì)比。ZK02鉆孔處，根據(jù)高密度電法資料分析（圖1），該段在剖面上反映了一明顯的低阻異?，F(xiàn)象，呈串珠狀分布，平均埋深約66.5m，推斷為滑坡滑動(dòng)面引起。而根據(jù)該段的ZK02鉆孔揭露，該段滑動(dòng)面深度為64.2m，物探資料解譯與鉆探資料相差2.3m，兩者變化趨近一致；ZK08鉆孔處，根據(jù)高密度電法資料分析（圖2），該段在剖面上反映了一明顯的低阻異常現(xiàn)象，呈線狀分布，平均埋深約54.3m，推斷為滑坡滑動(dòng)面引起。而根據(jù)ZK08鉆孔揭露，該段滑動(dòng)面深度為57.1m，物探資料解譯與鉆探資料相差2.8m，兩者變化趨近一致。

高密度電法分析所揭示的滑坡滑動(dòng)面位置與相應(yīng)鉆孔資料對(duì)比見(jiàn)表1。根據(jù)表1，兩者所確定的滑動(dòng)面深度差距較小，視電阻率確定的滑動(dòng)面曲線形態(tài)與鉆孔中的到的滑動(dòng)面形態(tài)大體是一致的，說(shuō)明本次工作中所采用的高密度電法達(dá)到了物探工作預(yù)期的目的，其可作為工程勘察的重要輔助手段。

圖1　ZK02處視電阻率滑面與鉆孔滑面對(duì)比

圖2　ZK09處視電阻率滑面與鉆孔滑面對(duì)比

表1　視電阻率解譯滑坡滑動(dòng)面與鉆孔揭露對(duì)比

5　結(jié)論

通過(guò)對(duì)天水市肖莊村滑坡工程地質(zhì)勘察中高密度電阻率法與鉆孔資料對(duì)比分析，由視電阻率剖面確定滑坡滑動(dòng)面與工程鉆探資料得到的界面形態(tài)大體一致，達(dá)到了物探工作預(yù)期的目的。證明了高密度電法在滑坡勘察應(yīng)用的有效性，可作為滑坡勘察重要的輔助手段推廣。

參考文獻(xiàn)：

［1］董浩斌，王傳雷.高密度電法的發(fā)展和應(yīng)用［J］.地學(xué)前緣，2003，10（1）.

［2］郭秀軍，賈永剛.利用高密度電阻率法確定滑坡面研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23（10）.

［3］王愛(ài)國(guó)，馬巍，王大雁.高密度電法不同電極排列方式的探測(cè)效果對(duì)比［J］.工程勘察，2007，（1）.

［4］徐昌平.高密度電法在滑坡體勘察中的應(yīng)用［J］.廣東水利水電，2009，6.

中圖分類號(hào)：P631.322