高密度電阻率法在滑坡工程地質勘察中的應用

2016-06-23 10:51:30鄒恩潤甘肅匯能新能源技術發(fā)展有限責任公司甘肅蘭州730000

甘肅科技 2016年5期

鄒恩潤（甘肅匯能新能源技術發(fā)展有限責任公司，甘肅　蘭州730000）

鄒恩潤
（甘肅匯能新能源技術發(fā)展有限責任公司，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勘察中的應用情況及效果。通過視電阻率剖面解析與工程鉆探資料的對比，二者所取得的結果基本一致，驗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勘察中得到推廣和應用。

關鍵詞：高密度電阻率法；滑坡；工程地質勘察

1　概述

高密度電阻率法與普通電阻率法相比，設置了較高的測點密度，點距可以小到1m，其信息量遠超過普通電阻率法，并具有測深和剖面雙重功能。它具有輕便、快捷、經(jīng)濟有效的特點，在工程地質勘察中得到了廣泛應用，尤其在地形較復雜的地區(qū)，它的優(yōu)點更加明顯。

文章介紹的肖莊村滑坡位于天水市麥積區(qū)肖莊村北側，藉河左岸。為了查明該滑坡滑動面的位置、埋深和地下水的活動特征，評價滑坡的穩(wěn)定性和危害，為滑坡的治理提供科學的依據(jù)及合理的建議，針對肖莊村滑坡開展了工程地質勘察，其主要方法為工程地質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，東西兩側分別以沖溝為界，后緣至北山坡頂，最高點高程為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滑坡物質特征

2.2.1滑體

肖莊村滑坡滑動面以上滑體的厚度一般為39.0～62.3m，滑體前后部相對較薄，中部滑體厚度最大。滑體物質主要由黃土狀粉質粘土和強風化泥巖及少量泥質砂巖組成。粉質粘土呈黃褐色、灰褐色，稍濕，可塑，透水性差；強風化泥巖呈紅褐色、灰綠色，細粒結構，塊狀構造，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)滑坡體沖溝內地質點觀察及鉆探揭露，主滑面為多位于泥巖層內。滑帶泥巖層表面有磨光痕跡，粘性普遍較高，常常有滑膩感，整體結構表現(xiàn)為薄鱗片狀，可見明顯擦痕。

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)為順層結構。

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)的電阻率法有電測深法和電剖面法。電測深法反映測點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沿水平方向地電斷面的特征。高密度電法同時具備上述兩種方法的特點，并彌補了傳統(tǒng)電阻率法測點相對稀少和解譯依據(jù)單元的不足。

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

3.2野外工作

本次高密度電阻率法測試采用重慶本土數(shù)控計算研究所生產(chǎn)的WDJD-4多功能數(shù)字直流激電儀為測控主機。考慮到工作區(qū)地質條件復雜，相對于偶極裝置、斯倫貝爾裝置，溫納—斯倫貝爾裝置的抗干擾能力更強，故野外數(shù)據(jù)采集采用α2排列（溫納—斯倫貝爾裝置），每個斷面布置60根電極，相連斷面重復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算機數(shù)據(jù)處理與成像技術，把所測得的視電阻率經(jīng)格式化轉換、數(shù)據(jù)預處理（消除壞點，保留數(shù)據(jù)較一致的數(shù)據(jù)點），并根據(jù)現(xiàn)場試驗和其他資料對比分析，選擇正演、反演計算參數(shù)，把經(jīng)過預處理后的數(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)對高密度電法探測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粘土（＞50Ω·m）、泥巖（10～50Ω·m）。而在滑波體內，由于滑坡體物質松散、含水量增加的影響，不論粉質粘土還是泥巖層，視電阻率值均有明顯降低，粉質粘土層（20～50Ω·m）、進入泥巖層，電阻率急劇降低（10～20Ω· m），在滑坡體的主要滑動面上，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行分析對比。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常現(xiàn)象，呈串珠狀分布，平均埋深約66.5m，推斷為滑坡滑動面引起。而根據(jù)該段的ZK02鉆孔揭露，該段滑動面深度為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，推斷為滑坡滑動面引起。而根據(jù)ZK08鉆孔揭露，該段滑動面深度為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面位置與相應鉆孔資料對比見表1。根據(jù)表1，兩者所確定的滑動面深度差距較小，視電阻率確定的滑動面曲線形態(tài)與鉆孔中的到的滑動面形態(tài)大體是一致的，說明本次工作中所采用的高密度電法達到了物探工作預期的目的，其可作為工程勘察的重要輔助手段。