高密度電法在滑坡地質災害調查中的應用研究

謝 斌

廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江 524049

滑坡是地質災害中，危害大、影響大眾人身財產安全的自然災害，因此，發揮技術優勢對其地質信息進行全面收集，并且制定科學的預防方法，就極為重要。高密度電法作為地質災害勘探中極為有效的手段，將其應用與滑坡地質災害調查中，能夠對滑坡體的規模大小、滑動面的具體確定等方面發揮重要作用，并為預防和治理滑坡問題提供科學依據。

1 高密度電法的特點、原理分析

高密度電法技術是當前成熟發展，且被廣泛應用的物理電法勘探技術。從該技術的工作原理看，基本上與傳統電法勘探技術一樣。該方法勘探過程中，其地球物理的前提是勘探介質的電性差異狀況。通過對被勘探物體使用相應電壓和電流的直流電，受介質和電性差異，從而使被勘探的物體出現電位差異或者異常電流，該異常在反復演練過程中，能夠對被勘探物體的內部結構形成有效認識。與傳統的電法相比，高密度電法技術能夠同時排列多個電極進行勘探作業，也能夠根據實際需要加密調整極距，此外，該技術還具有勘探的精準度高、深度大以及野外工作效率高等多種優點。

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，該方應用過程中，以地殼巖石的電阻率為勘探基礎，注重研究人工電場的具體變化與規律，從而有效解決各種地質問題的常見勘探法。傳統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深度內，按照水平層面進行電斷面的方法特征。而電測深法則主要反映了勘探測點隨深度分布狀況，性質不斷變化的特點。作為全新的地質勘探方法，高密度電法不僅有傳統勘探的優點，同時也彌補了以往測點相對較少，且解釋依據相對單一等各種問題。

2 高密度電法在滑坡地質災害調查中的具體應用價值

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，研究電場的變化規律，解決地質問題。一般情況下，滑坡的“滑動層”主要為表層、結構面等軟弱面或夾層，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的導電性特征，從電測勘探的結果看，主要為低阻。與“滑動層”不同，承載的“滑床”部分則有著完整的巖體，所以，呈現為高阻。所以，通過使用高密度電法對地質中高阻、低阻的界面差異進行區分、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災害提供科學依據。

在使用高密度電法進行地質勘探時，其前提條件是勘測地下介質具有導電性。與常規電法不同，該方法主要使用A、B兩種電極對地下進行供電，然后分別測量M、N兩極的電位差△U，進而得出該記錄點的電阻率值Ps=K×△U／I。并依據實際檢測所得到的電阻率剖面予以數據計算和處理分析，從而具體獲得地層內電阻率的分布狀況，對應性解決其他工程所存在的地質問題。

3 滑坡地質災害調查中高密度電法的應用策略

實際上，多數滑坡區域的滑動面為弱夾層或軟弱面，同時，其中含水量也較高，且明顯與其他層面地質條件不同，這恰恰就為當前綜合應用高密度電法提供了良好的地質物理條件。因此，在開展滑坡地質勘探時，通常使用以下采集參數。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個電極排列。四，記錄層為20層。

根據滑坡的“滑動層”與“滑床”部分所存在的高阻、低阻的界面差異，在進行災害調查時，可以使用高密度電法對地質中高阻、低阻的界面進行綜合區分和科學界定，從而綜合查明滑坡地質所出現的位置與層面，實現該方法的最佳應用效果。提供對視電阻率的斷面圖中等值線、梯度等數據變化進行綜合分析，再對滑坡區域地質資料進行綜合分析，從而對覆蓋層、泥巖層和砂巖層進行分析，并依據該分析結果或者具體的滑坡地質區物性地質斷面圖。

在對滑坡地質災害進行調查時，綜合考慮到該地區的地形狀況，存在比較劇烈的起伏現象，因此，在勘測時，要注重對其中所使用的數據進行不斷修正，當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，在進行地形反演過程中，要先對地形線進行線性擬合、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，確保地探數據最精準。在滑坡地質災害調查中使用高密度電法時，要注重做好測量數據深度和格式的轉化，以及計算機成圖等運算工作，通常情況下，針對部分地區因為電極接地狀況不好所造成的數據有規律的突變問題，也應該予以及時解決、去除。

實際上，在使用高密度電法采集滑坡地質災害數據時，無法避免會出現一些誤差現象。所以，在采集數據、反復演練時，要使用人工與計算機程序相結合的綜合方法來對數據狀況實施預處理。在人工預處理方面，大多依據個人知識經驗來處理，基本方法為對原始視電阻率對應的觀測電流和電壓值進行綜合排序，同時適當剔除電壓0.3 mV或者電流值小于10 mA的數據。之后，再依據電阻率曲線的整體趨勢狀況，使用手工方式來進行曲線修正，之后使用計算機程序進行總體處理，有效減少因為人工處理所造成的勞動強度，提升處理效率。主要方法為使用“數據比值插值法”來降低外界因素所造成的誤差問題，通過使用軟件數據來編輯因為觀測不夠精準所造成的偶然誤差現象。

4 結語

綜合來看，使用高密度電法來對該地區滑坡的滑動面位置、滑坡體埋深進行全面檢測、分析，科學、直觀的確定了滑坡地質的形態、方量，實現了理想的災害調查效果，也為當前做好滑坡地質治理提供了科學性依據。通過此次試驗結果看，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，該方法是對滑坡地質災害隱患調查的最有效方法。當然，也要認識到使用該方法時，收到場地、勘測條件等多種因素影響，在對情況復雜的滑坡地質災害現象進行具體調查時，要注重綜合發揮地質雷達等綜合地勘方法，使用巖土試驗等地勘方法，為做好滑坡災害治理工作提供較為豐富的基礎資料。