綜合物探方法在滑坡勘察中的應用

摘 要：文章通過在滑坡勘察中運用高密度電法、瞬態面波法兩種方法，查明滑坡體的形態分布、滑動面的埋深、地層的巖土結構的工程實例，指出綜合物探方法在滑坡勘察中的必要性。通過文章的介紹，希望對相關工作提供借鑒。

關鍵詞：滑坡；瞬態面波；高密度電法

前言

滑坡是在公路工程建設中常見的一種不良地質，在滑坡體穩定性計算與滑坡治理方案的設計過程中，滑坡體的幾何形態，地質情況是整個設計的關鍵因素，因此如何準確地確定滑坡體的地質條件就顯得尤為重要。常規的勘探技術（鉆探、坑探）可以確定滑坡的工程地質條件，然而，在滑坡體上，傳統的鉆探、坑探等有時無法操作，物探方法確定滑坡體形態特征具有突出的優越性，它具有連續、高效、工期短、輕便、經濟等優點，但也存在著自身的不足，由于所測的結果是非直接信息，導致在進行數據解釋時結果不唯一，且隨深度的增加分辨率減小，因此，在對滑坡進行地球物理探測時，應同時采用電法、地震法等多種方法，進行相互驗證，以得出正確的結果。因此，在此滑坡勘察中，采用了高密度電法和瞬態面波法相互結合的方法，查明了滑坡堆積體與基巖界面、滑坡范圍、滑動帶，查清了滑坡的地質結構和可能存在的地質條件，取得了滿意的效果。

1 地質概況

測區地貌為侵蝕堆積河谷地貌，地形起伏不平，相對高差較大，地層主要為第四系上更新統、中更新統沖洪積粉質粘土，第三系泥巖。在公路挖方過程中形成邊坡，地層失穩，產生滑動。

2 地球物理勘探方法的選取及工作原理

一般而言，物探方法的選取，除根據勘察的任務、目的外，主要取決于測區的地球物理特征，勘探層的厚度及測區的地形、地質條件。從工程地質角度分析，通常滑坡體的滑面巖土體相對較為軟弱，而且含水量較高，因此與滑坡體以下的滑床相比，存在著較大的電性、波速差異，因此，應該選擇高密度電阻率法、瞬態面波法開展綜合物探。

高密度電法是集電測深和電剖面法于一體的陣列勘探方法，既能提供探測地質體沿水平方向的電性變化趨勢，也能反映在垂直方向不同深度電性的變化。該方法實現了野外測量數據的快速、自動和智能化采集，數據采樣高、信息量大，能夠比較全面地反映測量斷面的電性特征。

面波是指在彈性分界處由于波的干涉而產生，并且沿界面傳播，波動現象集中在界面附近的一種彈性波，具有以下幾種主要特性：在均勻介質條件下，面波的傳播速度與其震動頻率（基于面波的波長）無關，面波在均勻介質中傳播沒有頻散性。在不均勻介質中，面波的傳播速度是頻率的函數，面波在非均勻介質中具有頻散性。在均勻介質中無頻散性和在不均勻介質中具有頻散特性是面波勘探的物理基礎。在多層介質中，面波具有明顯的頻散特性。在同一地段測量出一系列頻散對應的Vr值，就可以得到一條Vr-f曲線，及面波的頻散曲線，頻散曲線的變化規律與地下地質條件存在著內在聯系。通過對頻散曲線的分析，即可劃分出地層的分布形態。

3 測線布置及工作參數的設置

根據山體滑坡的地形、地質條件，布設6條測線。其中沿主滑方向布設側線4條，垂直主滑方向布設測線2條（見圖1）。采用高密度電法，多道瞬態面波法。其中高密度電法采用溫納裝置進行測量，點距5米，40、60道電極；多道瞬態面波法采用4HZ檢波器，12道檢波器，道間距2米，偏移距5米、10米。

4 資料解釋

4.1 異常特征

圖2，頻散曲線淺部速度較低，隨著深度增大，波速變大，之后，曲線出現一個明顯“之”字拐點，存在低速帶，分界面即為滑動面，滑動界面在覆蓋層中，埋深8-12m。

圖3，電阻率反演斷面上，電阻率在橫向上連續性好，整體電阻率變化不大，基本順著坡面，上部表層為褐黃色粉質粘土，中部隨著粘土含量的變大呈低阻特征，順層界面明顯，推測為滑動面。

4.2地層結構

電阻率及面波測試反映出場地整體地層物質松散，含水量高，體現在電阻率低，面波波速小。通過綜合分析，認為地層可以劃分為3層。

第一層：橫波速度Vs=100-220m/s，視電阻率ρs=5-10Ω·m，推測地層為可塑狀粉質粘土，此層橫波波速值低，視電阻率值低，含水量較高，土層較軟，推測該層層底界面為滑動面，埋深8-12m。

第2層：橫波波速Vs=260-450m/s，視電阻率ρs=1.5-4.5Ω·m，波速值較高，視電阻率值低，推測地層為硬塑狀粉質粘土，此層層厚較厚，推測該層層底界面為巖土分界面，埋深27-35m。

第3層：橫波波速Vs>500m/s，視電阻率ρs=5-20Ω·m，與上層有明顯界面，電阻率值較上層高，推測地層為砂質泥巖，成巖性。

通過面波和高密度電法的綜合分析，得出物探綜合解釋剖面圖（見圖4），后進行鉆孔驗證，效果良好。

圖2 瞬態面波頻散曲線圖

圖3 高密度電阻率圖

圖4 物探綜合解釋剖面圖

5 結束語

5.1 滑坡勘察場地一般地形條件較為復雜，地勢起伏不平，需提前進行現場踏勘，根據地形、地質條件采用適合開展工作的物探方法。

5.2 綜合運用多道瞬態瑞雷面波和高密度電法對解決滑坡體厚度和范圍有很好的互補性，瑞雷面波探測深度較淺，但精度高，對滑動面的反映較為明顯，高密度電法探測深度較前者大，可對整體地層的分層解釋起控制作用，成果直觀，二者互相印證，提高了解釋成果的精度和準確性。

5.3 物探方法的有效性取決于探測目標存在明顯的物性差異，要針對所需解決的地質問題采用有效的物探方法，由于物探具有多解性，采用多種方法勘查，可提高資料解釋的準確性。