高密度電阻率法在滑坡防治中的應用研究

余 浩，雷 宛

（成都理工大學地球物理學院，四川 成都 610059）

我國的川滇山區處于南北地震帶的南段地區，由于地震活動頻繁發生，進一步破壞了斜坡的巖體結構，地形高低起伏不平，縱坡降較大，因此滑坡、崩塌、泥石流災害經常發生。為了排除滑坡發生的隱患以及對滑坡進行有效的治理，對滑坡下的地質構造情況進行了詳細地調查工作，開展了高密度電阻率法在滑坡防治中的應用研究，分析了地質體在高密度電阻率法中的響應特征。獲得二維高密度反演斷面圖可以準確的判斷地下的溶洞、富水帶、破碎帶、斷層、滑坡滑動面的具體位置，反映了斜坡下的工程地質條件，為滑坡災害的防治措施提供了良好的地質依據。

本文中主要采用高密度電阻率法對龍門山北段某地區進行探測，為查明龍門山北段某地區的潛在滑動面規模與埋深、破碎帶分布規模提供了地球物理依據。

1 高密度電阻率法應用原理

高密度電阻率法實際上是以地下巖石或礦石的電性差異為物理基礎，通過觀測和分析人工建立的地下穩定電流場的分布規律及特點，進而達到找礦或解決相關地質問題的目的。

本文高密度電阻法的裝置為溫納裝置。溫納裝置對垂向異常變化反應靈敏、對水平異常變化也具有不錯的表現，只是勘探深度中等，抗噪音的干擾的能力較強。測量時，A、M、N、B之間的電極距分別相等，即AM=MN=NB=，首先，M不動，A、N、B三個電極依次按照一定的隔離系數增大電極距，得到關于第一個測點的所有不同電極距的數據；A、M、N、B一起向右移動一個電極距的距離，重復上一個測點的測量方式，得到當前測點的數據；直到跑極結束，可獲得倒梯形斷面。（n為隔離系數）。

2 工區概述

該工區位于龍門山北段，地處四川盆地與青藏高原的過渡地帶，區內河流階地發育，斷層分布規模大，延伸較遠，造成了斷層兩側的地貌單元截然不同，一側為隆起區，高聳的山地；另一側為斷陷區，沉積了松軟的第四紀沉積物。區內“V”形河谷發育密集，容易形成洪積扇。工區內的斜坡屬于抗剪強度較高的巖質斜坡，坡面附近為殘積土、碎石，分選性極差，磨圓度較差；坡腳附近為工區多年由斜坡上陡傾的巖土體拉裂破壞后堆積在坡腳的碎石。

工區內的不穩定斜坡在地下水的侵蝕下，裂隙愈來愈寬。在滑坡后壁上還出現了一條裂縫，其次，在滑坡體的中部位置也出現了一條裂縫。在滑坡前緣位置出現了巖土體局部臨空狀態，在構造活動中容易發生崩塌這一地質災害。研究區內的斜坡坡度較陡，覆蓋層多為第四紀沉積的坡積土及粉砂質粘土，電阻率變化范圍不大，為30～140，而在局部范圍，電阻率變化范圍較大，為40～450為斜坡下的基巖為灰巖、泥質灰巖和頁巖，電阻率為450～1100，基巖與地表覆蓋層之間存在著明顯的電阻率差異，能夠很好地反映地下的地質構造，符合高密度電阻率法勘探的要求。

3 資料處理與解釋

圖1 滑坡勘探剖面高密度電阻率法反演斷面圖

從圖1滑坡勘探剖面高密度反演斷面圖中可以看出，整個剖面的電阻率值分層明顯，可以很好的看出滑動面的分布位置，覆蓋層的電阻率值都比較小，變化不大，在31.2～197的范圍內變化，其厚度在3m～19m之間，主要成分是黏土、碎石、礫石。另外，在剖面沿著電極方向7.5m～15m的范圍內，有一個規模較小的高阻異常，推斷為碎石。在25m～200m的范圍內，地表向下3m～17m之間，電阻率值在31.2～147的范圍內變化，與下伏塊狀的高阻基巖成明顯的對比，這樣就容易形成軟弱結構面，推測剖面上25m～200m處的低阻覆蓋層與高阻基巖的分界面為滑動面。另外在剖面上140m～150m有一個低阻異常區域，厚度為19m，電阻率值為36.7～40，電阻率值較小，且兩側基巖斷裂，判斷為破碎帶，主要成分為黏土、碎石。

分析該斜坡的巖性結構可以得出以下結論，在剖面25m～200m處的低阻覆蓋層連續、厚度較大，主要由碎石、土壤、礫石、受風化過后殘留在原地的巖石碎屑，與下伏高阻基巖形成連續性好、結構疏松的滑動面，且滑動面的延伸性較強，發生滑坡的可能性較大，需要對該段地層進行加固處理，降低滑坡產生的可能性。

4 結論

高密度電阻率法具有數據采集速度快，儀器簡單，操作方便，適用性強等特點。在數據采集的過程中，可以實現供電電極、測量電極兩種電極距的不同排列組合，根據地質任務的需要可進行多種排列裝置的對比分析，比如α裝置對反映地下高阻異常的探測效果中等，水平異常的分辨率較差。β裝置對高阻異常的刻畫比較細致，在反映高阻異常體在水平方向上的分布比較有優勢。γ裝置對覆蓋層的刻畫最為細致，在高密度電阻率法反演斷面圖上可以很清楚地看到覆蓋層的各種成分的變化。四極測深裝置對直立高阻板狀體的反演結果比較準確、可靠。

高密度電阻率法在滑坡防治中可以起到事半功倍的效果。高密度電阻率法可準確判斷斜坡下的破碎帶、富水帶、滑動面的形狀、大小、位置、排列順序、連續性等情況。一旦確定了這些情況，就可以為滑坡防治措施提供一個良好的地質依據。

同時，在野外實際數據采集過程中，首先要根據當地的地質背景資料，提前做野外試驗，綜合分析對比，在選擇最優的相關高密度電阻率法的排列裝置以及各種采集參數，以便得到最好的勘探效果。