高密度電法在滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用研究

謝 斌

廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì) 廣東 湛江 524049

滑坡是地質(zhì)災(zāi)害中，危害大、影響大眾人身財(cái)產(chǎn)安全的自然災(zāi)害，因此，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢對(duì)其地質(zhì)信息進(jìn)行全面收集，并且制定科學(xué)的預(yù)防方法，就極為重要。高密度電法作為地質(zhì)災(zāi)害勘探中極為有效的手段，將其應(yīng)用與滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，能夠?qū)麦w的規(guī)模大小、滑動(dòng)面的具體確定等方面發(fā)揮重要作用，并為預(yù)防和治理滑坡問題提供科學(xué)依據(jù)。

1 高密度電法的特點(diǎn)、原理分析

高密度電法技術(shù)是當(dāng)前成熟發(fā)展，且被廣泛應(yīng)用的物理電法勘探技術(shù)。從該技術(shù)的工作原理看，基本上與傳統(tǒng)電法勘探技術(shù)一樣。該方法勘探過程中，其地球物理的前提是勘探介質(zhì)的電性差異狀況。通過對(duì)被勘探物體使用相應(yīng)電壓和電流的直流電，受介質(zhì)和電性差異，從而使被勘探的物體出現(xiàn)電位差異或者異常電流，該異常在反復(fù)演練過程中，能夠?qū)Ρ豢碧轿矬w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成有效認(rèn)識(shí)。與傳統(tǒng)的電法相比，高密度電法技術(shù)能夠同時(shí)排列多個(gè)電極進(jìn)行勘探作業(yè)，也能夠根據(jù)實(shí)際需要加密調(diào)整極距，此外，該技術(shù)還具有勘探的精準(zhǔn)度高、深度大以及野外工作效率高等多種優(yōu)點(diǎn)。

高密度電法是一種較為常見的陣列勘探方法，高密度電法是高密度電阻率法的簡稱，作為一種全新的物探方法，該方應(yīng)用過程中，以地殼巖石的電阻率為勘探基礎(chǔ)，注重研究人工電場的具體變化與規(guī)律，從而有效解決各種地質(zhì)問題的常見勘探法。傳統(tǒng)地測勘探主要有電測深法、電剖面法兩種。具體來看，電剖面法所反映的是在地下相關(guān)深度內(nèi)，按照水平層面進(jìn)行電斷面的方法特征。而電測深法則主要反映了勘探測點(diǎn)隨深度分布狀況，性質(zhì)不斷變化的特點(diǎn)。作為全新的地質(zhì)勘探方法，高密度電法不僅有傳統(tǒng)勘探的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也彌補(bǔ)了以往測點(diǎn)相對(duì)較少，且解釋依據(jù)相對(duì)單一等各種問題。

2 高密度電法在滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的具體應(yīng)用價(jià)值

高密度電法是常見的陣列勘探方法，作為全新物探方法，以地殼巖石的電阻率為基礎(chǔ)，研究電場的變化規(guī)律，解決地質(zhì)問題。一般情況下，滑坡的“滑動(dòng)層”主要為表層、結(jié)構(gòu)面等軟弱面或夾層，常有破碎帶和夾層組成，由于極容易吸水，所以該層面有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性特征，從電測勘探的結(jié)果看，主要為低阻。與“滑動(dòng)層”不同，承載的“滑床”部分則有著完整的巖體，所以，呈現(xiàn)為高阻。所以，通過使用高密度電法對(duì)地質(zhì)中高阻、低阻的界面差異進(jìn)行區(qū)分、界定，能夠有效查明滑坡的位置、層面等各種狀況，為有效治理滑坡地質(zhì)災(zāi)害提供科學(xué)依據(jù)。

在使用高密度電法進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)，其前提條件是勘測地下介質(zhì)具有導(dǎo)電性。與常規(guī)電法不同，該方法主要使用A、B兩種電極對(duì)地下進(jìn)行供電，然后分別測量M、N兩極的電位差△U，進(jìn)而得出該記錄點(diǎn)的電阻率值Ps=K×△U／I。并依據(jù)實(shí)際檢測所得到的電阻率剖面予以數(shù)據(jù)計(jì)算和處理分析，從而具體獲得地層內(nèi)電阻率的分布狀況，對(duì)應(yīng)性解決其他工程所存在的地質(zhì)問題。

3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中高密度電法的應(yīng)用策略

實(shí)際上，多數(shù)滑坡區(qū)域的滑動(dòng)面為弱夾層或軟弱面，同時(shí)，其中含水量也較高，且明顯與其他層面地質(zhì)條件不同，這恰恰就為當(dāng)前綜合應(yīng)用高密度電法提供了良好的地質(zhì)物理?xiàng)l件。因此，在開展滑坡地質(zhì)勘探時(shí)，通常使用以下采集參數(shù)。一，在裝置類型方便，主要采用溫納裝置(AMNB)。二，極距為2米。三，使用50-100個(gè)電極排列。四，記錄層為20層。

根據(jù)滑坡的“滑動(dòng)層”與“滑床”部分所存在的高阻、低阻的界面差異，在進(jìn)行災(zāi)害調(diào)查時(shí)，可以使用高密度電法對(duì)地質(zhì)中高阻、低阻的界面進(jìn)行綜合區(qū)分和科學(xué)界定，從而綜合查明滑坡地質(zhì)所出現(xiàn)的位置與層面，實(shí)現(xiàn)該方法的最佳應(yīng)用效果。提供對(duì)視電阻率的斷面圖中等值線、梯度等數(shù)據(jù)變化進(jìn)行綜合分析，再對(duì)滑坡區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)覆蓋層、泥巖層和砂巖層進(jìn)行分析，并依據(jù)該分析結(jié)果或者具體的滑坡地質(zhì)區(qū)物性地質(zhì)斷面圖。

在對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查時(shí)，綜合考慮到該地區(qū)的地形狀況，存在比較劇烈的起伏現(xiàn)象，因此，在勘測時(shí)，要注重對(duì)其中所使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷修正，當(dāng)前所使用的高密度電法軟件中，普遍有地形修正的功能。所以，在進(jìn)行地形反演過程中，要先對(duì)地形線進(jìn)行線性擬合、切割和圓滑處理，通過將地下空間模型的矩形快與地形線糅合，確保地探數(shù)據(jù)最精準(zhǔn)。在滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中使用高密度電法時(shí)，要注重做好測量數(shù)據(jù)深度和格式的轉(zhuǎn)化，以及計(jì)算機(jī)成圖等運(yùn)算工作，通常情況下，針對(duì)部分地區(qū)因?yàn)殡姌O接地狀況不好所造成的數(shù)據(jù)有規(guī)律的突變問題，也應(yīng)該予以及時(shí)解決、去除。

實(shí)際上，在使用高密度電法采集滑坡地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)時(shí)，無法避免會(huì)出現(xiàn)一些誤差現(xiàn)象。所以，在采集數(shù)據(jù)、反復(fù)演練時(shí)，要使用人工與計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合的綜合方法來對(duì)數(shù)據(jù)狀況實(shí)施預(yù)處理。在人工預(yù)處理方面，大多依據(jù)個(gè)人知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來處理，基本方法為對(duì)原始視電阻率對(duì)應(yīng)的觀測電流和電壓值進(jìn)行綜合排序，同時(shí)適當(dāng)剔除電壓0.3 mV或者電流值小于10 mA的數(shù)據(jù)。之后，再依據(jù)電阻率曲線的整體趨勢狀況，使用手工方式來進(jìn)行曲線修正，之后使用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行總體處理，有效減少因?yàn)槿斯ぬ幚硭斐傻膭趧?dòng)強(qiáng)度，提升處理效率。主要方法為使用“數(shù)據(jù)比值插值法”來降低外界因素所造成的誤差問題，通過使用軟件數(shù)據(jù)來編輯因?yàn)橛^測不夠精準(zhǔn)所造成的偶然誤差現(xiàn)象。

4 結(jié)語

綜合來看，使用高密度電法來對(duì)該地區(qū)滑坡的滑動(dòng)面位置、滑坡體埋深進(jìn)行全面檢測、分析，科學(xué)、直觀的確定了滑坡地質(zhì)的形態(tài)、方量，實(shí)現(xiàn)了理想的災(zāi)害調(diào)查效果，也為當(dāng)前做好滑坡地質(zhì)治理提供了科學(xué)性依據(jù)。通過此次試驗(yàn)結(jié)果看，高密度電法能夠清晰反映勘測地基本狀況，并且與后期鉆孔和探槽所展示的情況相一致，因此，該方法是對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患調(diào)查的最有效方法。當(dāng)然，也要認(rèn)識(shí)到使用該方法時(shí)，收到場地、勘測條件等多種因素影響，在對(duì)情況復(fù)雜的滑坡地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象進(jìn)行具體調(diào)查時(shí)，要注重綜合發(fā)揮地質(zhì)雷達(dá)等綜合地勘方法，使用巖土試驗(yàn)等地勘方法，為做好滑坡災(zāi)害治理工作提供較為豐富的基礎(chǔ)資料。