物探技術(shù)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察中的應(yīng)用

摘 要：通過做好滑坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察工作，可以為災(zāi)害的防治提供重要的技術(shù)支撐。由于滑坡主要由三部分構(gòu)成：滑坡體、滑床以及滑動面，并且這三者往往在巖性方面存在著較大的差異，借助于高密度電法等先進(jìn)的物探技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的分辨出滑坡體的區(qū)域和范圍，進(jìn)而可以為滑坡的治理提供物探資料。本文首先對滑坡的引發(fā)因素和危害進(jìn)行探討，并進(jìn)一步研究滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察中物探技術(shù)的具體應(yīng)用;

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害;勘察方法;物探技術(shù)

1 引言

泥石流、滑坡等眾多地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓敭a(chǎn)安全，同時對經(jīng)濟(jì)社會和工程建設(shè)產(chǎn)生了極為不利的影響。以往在開展地質(zhì)勘察時，多用到鉆探、地質(zhì)調(diào)查以及土工試驗(yàn)等諸多方法，這些勘探方法不僅對滑坡信息的獲取量較少，并且勘察成本高、工作效率低。因而，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對先進(jìn)物探技術(shù)與方法的應(yīng)用，降低勘察費(fèi)用，提高勘察工作的效率與精度。

2 概述

2.1 引發(fā)滑坡的因素

一方面，夏秋季節(jié)是暴雨多發(fā)階段，這一時期災(zāi)害性降雨將會與地表水、地下水結(jié)合，進(jìn)而使地表、地下巖層的抗滑性能降低，最終導(dǎo)致滑坡問題的出現(xiàn)。尤其在連續(xù)強(qiáng)降雨天氣的影響下，甚至?xí)嬖诨?、泥石流以及坍塌等地質(zhì)災(zāi)害并發(fā)的問題。另一方面，地震因素也是導(dǎo)致滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個重要因素。相比較而言，地震的發(fā)生具有不可預(yù)測性，由地震所誘發(fā)的滑坡災(zāi)害通常相對嚴(yán)重。因而，在一些地震高發(fā)地帶，當(dāng)?shù)氐木用駞^(qū)、工業(yè)園等人員密集的區(qū)域和場所，要對滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的危害性做出預(yù)測，并采取針對性的防治措施予以處置。另外，人為破壞也是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一項(xiàng)重要因素。近幾年來，隨著國內(nèi)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，施工期間所需要的山石等建筑材料猛增，很多地區(qū)非法開采問題嚴(yán)重，進(jìn)而出現(xiàn)了山體的大面積的切割與破壞。這樣一來，如果在山體斷裂面的位置處修建相應(yīng)的公路、鐵路、民用建筑等設(shè)施，或者受到強(qiáng)降雨、地震作用等因素的綜合影響，也容易發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。總體而言，導(dǎo)致滑坡地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的因素有很多，為避免滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，就要加強(qiáng)對物探技術(shù)的應(yīng)用，并防止不合理開采等問題的出現(xiàn)。

2.2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危害分析

滑坡問題的出現(xiàn)往往是眾多因素共同導(dǎo)致的結(jié)果，一旦出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，將會給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來嚴(yán)重的危害：首先，如果滑動坡體與周圍的農(nóng)田、住宅臨近，那么將由于滑坡土層、巖石體下滑的慣性作用，而導(dǎo)致周圍的農(nóng)田、房屋等設(shè)施被毀壞，同時附近區(qū)域的人員、牲畜以及公路、水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施也會受到毀滅性的損害。其次，在我國南方的一些省市，城市、村莊往往是依山而建的，滑坡災(zāi)害發(fā)生的同時，將導(dǎo)致山坡植被樹木與電力設(shè)施出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。如果滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在雨季，還可能引發(fā)山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。另外，滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，還可能威脅到當(dāng)?shù)氐牡V區(qū)生產(chǎn)。如果滑坡危害較輕，礦區(qū)需要停止生產(chǎn)并進(jìn)行整修，如果滑坡問題較為嚴(yán)重，可能導(dǎo)致礦區(qū)塌陷，直接威脅到工作人員的生命與安全。

3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察中物探技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 高密度電阻率法

在應(yīng)用該方法進(jìn)行勘察工作時，需要將眾多的電極同時的排列在測線上，勘察期間通過對電極自動轉(zhuǎn)換器進(jìn)行合理的操作與控制，達(dá)到地質(zhì)勘察的目的。需要注意的是，該方法應(yīng)用期間需要對不同種類的裝置與極距進(jìn)行合理的組合。這樣一來，就可以在一次布極的情況下，實(shí)現(xiàn)對多種地質(zhì)情況的勘察。對于高密度電阻率法而言，它綜合了電剖面法、電測深法的優(yōu)勢，工作原理和普通的電阻率法之間基本相同。但是，與普通電阻率法相比，由于它的觀測點(diǎn)密度相對較大，因而該方法的工作效率較高，同時測量期間的分辨率、觀測精度也比較高。其中，下圖1就是某勘察工作中借助高密度電阻率法進(jìn)行滑坡地質(zhì)勘察所形成的效果圖。從圖中能夠看出，該滑坡的床體巖石主要成分為強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，如果不能對該滑坡地質(zhì)予以高度的重視，繼續(xù)發(fā)展下去將出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。另外，從圖中數(shù)據(jù)可以看出，該滑床的電阻率主要介于300到850m之間，滑坡土屬于碎石土，電阻率介于30到100Ω之間。由于受到巖體內(nèi)部含水量、碎石含量以及粘土含量等因素的影響，使得滑坡體內(nèi)部各部分的電阻率數(shù)值存在較大的差異，這主要是由于巖土形成時充填物質(zhì)的不同所造成的。此外，該滑坡的滑坡體厚度主要在30m內(nèi)，并且形成了連貫趨勢，再對其進(jìn)行過度的挖掘、開鑿，極有可能出現(xiàn)大面積的滑坡、坍塌等問題。

3.2 瑞雷波法

瑞雷波（Rayleighwave）屬于地震波的一種，傳播期間可以沿著地表進(jìn)行自由形式的傳播，同時會在地表形成一個橢圓軌跡，這一軌跡是逆時針形式的，橢圓的長軸與短軸比是3：2。在進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害探測期間，可以借助瑞雷波的運(yùn)動學(xué)理論與知識進(jìn)行。由于瑞雷波的傳播速度與地層所產(chǎn)生的橫波速度基本相近，因而可以借助測定瑞雷波的形式，間接的進(jìn)行地層橫波的測定，從而能夠準(zhǔn)確的計算出巖土層各種類型的力學(xué)參數(shù)。另外，瑞雷波在介質(zhì)中進(jìn)行傳播時，由于介質(zhì)的分布具有不均勻性，傳播過程中會發(fā)生頻散的現(xiàn)象，但對于體波而言，不會在傳播期間發(fā)生任何形式的頻射現(xiàn)象。因此，在利用瑞雷波法開展滑坡地質(zhì)勘探時，可以借助這一特性將瑞雷波進(jìn)行提煉。其中，下圖2為某工程中利用瑞雷波法開展的滑坡地質(zhì)勘察工作，并形成了實(shí)測效果圖。從圖2中的數(shù)據(jù)可以得出，該巖石層中碎石程度正在增大，因而不對其進(jìn)行防治就可能引發(fā)滑坡問題。

3.3 瞬變電磁法

利用瞬變電磁法進(jìn)行地質(zhì)勘察期間，需要借助接地線源或者是接地回線，向勘察區(qū)域的地下位置發(fā)送一次脈沖磁場，利用一次場間歇時間，并借助于另一個回線接收裝置，就能對地下介質(zhì)所引發(fā)的感應(yīng)電場進(jìn)行測量。一般來說，二次場不會隨著一次場的消失而出現(xiàn)立即消失的現(xiàn)象，這其中存在一個瞬變的過程。具體勘察期間，可以通過對二次場的衰減特征做出分析之后，能夠?qū)ふ业礁鞣N類型的電阻率地質(zhì)體所特有的電性分界面，這樣一來就能確定地質(zhì)體的賦存狀態(tài)，進(jìn)而判斷是否存在滑坡的危險。現(xiàn)階段，瞬變電磁法主要用于地下洞體以及采礦區(qū)、地下水源、巖溶發(fā)育帶的地質(zhì)情況。

3.4 淺層地震映像法

該方法應(yīng)用過程中，需要勘察人員對巖石層所發(fā)出的地震波做出相應(yīng)的觀察與分析，并對地震波的傳播規(guī)律進(jìn)行研究，進(jìn)而可以根據(jù)所測數(shù)據(jù)庫判斷該地區(qū)的地質(zhì)條件。具體勘察期間，地震波主要借助人工錘擊的方式而產(chǎn)生。利用這一勘察方法可以得到不同的波形，進(jìn)而對不同巖石的特征做出判斷。

4 結(jié)束語

通過物探技術(shù)的合理應(yīng)用，可以減少滑坡地質(zhì)勘察的工作量與時間，提高工作效率，同時還能提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為后續(xù)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害的針對性防治提供依據(jù)。

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作者簡介：

姚含（1972- ），男，土家族，貴州省德江縣人，大學(xué)本科，高級工程師，主要從事巖土工程勘察、地質(zhì)災(zāi)害危險性評估、礦山地質(zhì)環(huán)境評價等工作。