高密度電阻率法測量在貴溪天祿鎮地災滑坡治理中的應用

張澤元 徐雨平 趙樹勇

江西省核工業地質局二六五大隊 江西鷹潭 335000

高密度電阻率法作為一種新興的陣列電探方法，在滑坡調查中也得到越來越多的應用。從工程地質的角度分析， 通?；麦w的滑面巖土體相對較為軟弱， 而且含水率較高， 因此與滑坡體以及下伏的基床相比， 存在著較大的電阻率差異， 這為高密度電阻率法勘探帶來有利條件。高密度電阻率法可以實現數據的快速采集和微機處理，并能有效地進行多種電極排列方式的參數測定，改變了傳統電阻率法的工作模式，提高了工作效率，獲得較豐富的地電斷面信息，使電阻率法的自動化和智能化程度大大向前邁進了一步，從而更適于場地環境調查的需求。

為了發現隱患，消除危害，有效而經濟地采取滑坡整治措施，必須對各種山體滑坡進行勘察與研究。在目前滑坡體穩定性計算與滑坡體治理方案的設計過程中， 滑坡體的幾何形態、構造情況是整個設計的關鍵因素， 因此如何準確而又經濟地確定滑坡體的這些參數就顯得尤為重要。要查清滑坡覆蓋層及滑移面，常用的方法是在滑坡區域內按一定間距打鉆孔或人工淺井，這種方法所需工程量大、費用高且費時間。利用物探方法確定滑坡體形態特征具有時間快、費用相對較低的優點[1]。近年來，該方法先后在重大場地的工程地質調查、壩基及橋墩選址、垃圾填埋場選址和滲漏液滲漏探測以及采空區、地裂縫探測等眾多環境和工程勘察領域取得了明顯的地質效果和顯著的社會經濟效益。

1 DUK-2A高密度電阻率法測量系統工作原理

DUK-2A高密度電阻率法測量系統由DZD-6A多功能直流電法儀和多路電極轉換器<Ⅱ>組成，基于常規電阻率的測量方法及電阻率成像（CT）等高新技術來進行高分辨、高效率電法勘探。DUK-2A高密度電阻率法測量系統與常規電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎的一種電法方法，根據在施加電場作用下地下傳導電流的分布規律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。

高密度電阻率法的物理前提是地下介質間的導電性差異。和常規電阻率法一樣，它通過A、B電極向地下供電流I，然后在M、N極間測量電位差ΔV，從而可求得該點（M、ΔV/I（圖1）。根據實測的視電N之間）的視電阻率值ρs=K阻率剖面，進行計算、分析，便可獲得地下地層中的電阻率分布情況，從而可以劃分地層，判定異常等。

圖1

2 地球物理特征

勘查區邊坡主要由侏羅系林山群水北組（J1s）石英砂巖及第四系松散碎石土組成，巖石表層風化較強烈，基巖完整程度較差、節理裂隙發育、多組裂隙切割形成不穩定楔形體；上覆殘坡積層主要為碎石土，孔隙率較大，透水性好，使得勘查區電性參數存在差異。由于不同巖性其電性參數不同為利用電阻率法進行勘察提供了必要的物性前提。

勘查區主要地層有：第四系主要巖性為砂質粘土夾石塊塊徑一般5-20mm，最大50mm，侏羅系林山群水北組主要巖性為石英砂巖，寒武系八村群外管坑組主要巖性為石英二云母片巖、含石榴石矽線石云母片巖夾變質雜砂巖。其中第四系電阻率約在10-50Ω·m，石英砂巖電阻率約在200-數千Ω·m。

3 高密度電阻率法資料處理及解釋

高密度電阻率法野外采集的數據傳入計算機后，在計算機中對原始數據進行必要的一些編輯，對個別畸變點進行剔除。用專業軟件（GeogigaRImager）進行二維反演，二維反演前必須進行地形改正，本次計算選用Schwarz-Christoffel變換法作地形改正計算。然后使用有限差分法進行反演，根據反演結果所得的數據繪制成所需的視電阻率斷面圖，以供解釋使用。

根據勘探區內的地質情況，以及以往的經驗，并結合視電阻率斷面圖來判定滑坡體的范圍、深度。在本區把視電祖率相對最低的低阻異常區視為裂隙及含水富集區的反映、最高的高阻異常區視滑坡體的反映，其對應的范圍、深度經校正后即為探測滑坡體的范圍、深度。

4 高密度電阻率法測量結果

勘查區高密度電阻率法勘探共布設2條剖面，點距1．5m，每條剖面60根電極。各條測線分析結果如下：

圖2 1號剖面電阻率斷面圖

根據1號剖面斷面圖（圖2）可知：剖面電阻率值在200-3200Ω·m與地質物性特征情況相符合，在剖面淺部有幾處高阻區電阻率值均在1800Ω·m以上且呈閉合狀，在斷面底部有大面積低電阻率區電阻率在1000Ω·m以下。結合地質剖面情況：此處為滑坡主剖面，地層破碎，裂隙發育，剖面上部多見巖石出露地表，地表主要為粘土、砂土含粉粒及粘粒，夾碎塊，塊徑一般5-20mm，最大50mm。

綜合地質剖面及物探成果可以推斷滑坡體在物探異常顯示為高阻，從斷面圖可知滑坡體可能多次滑坡，從剖面位置33米處左右發生滑坡，滑坡體厚度最深處達可達8米?；麦w基底地層較破碎，裂隙發育，含水豐富。

圖3 2號剖面電阻率斷面圖

根據2號剖面斷面圖（圖3）可知：剖面電阻率值在10-3800Ω·m與地質物性特征情況相符合，沿測線由左至右電阻率由小至大，在剖面中段部分有一處明顯高阻閉合區，剖面由淺至深上部電阻率較大下部電阻率較小。結合地質情況：測線由左至右覆土由厚變淺，且在測線中段地表見基巖出露，巖石破碎，且裂隙發育含水豐富[2]。

綜合地質剖面及物探成果可以推斷滑坡體在物探異常顯示為高阻，從斷面圖可知滑坡體在剖面位置33米-51米處，滑坡體厚度最深處達可達8米?；麦w基底地層較破碎，裂隙發育，含水豐富。

5 結語

高密度電阻率法對滑坡體范圍和特征進行圈定和解釋，較好地完成了本次探測任務。經過實際應用，確定高密度電阻率法在滑坡地質災害治理的應用范圍和局限，可以有針對性地將其用于水文、工程、環境的地質勘探及高分辨率電阻率法工程地質勘探，特別是在激電模式下行之有效的地下水資源勘探；煤礦采空區、人防工程及喀斯特地區的溶洞等勘探；廠房地基、高速公路、橋梁、鐵路、山體滑坡等地質災害勘探；金屬與非金屬礦產資源勘探及地熱勘探，應用前景廣闊。