物探技術在滑坡地質災害勘查中的應用

毛新建

（湖南省核工業地質局三○二地質隊，湖南 郴州 423000）

我國很多地區滑坡地質災害發生率比較高，每次災害的影響范圍較大，對于區域社會經濟均會造成較大不良影響。為了有效降低滑坡地質災害發生率，需選擇先進的技術類型，對滑坡地質災害區域進行地質勘查，及時發現安全隱患，了解滑坡地質結構穩定性，并采取相應的加固處理措施，降低滑坡地質災害所造成的損失。物探技術為新型勘查技術類型，使用方式便捷，應用優勢明顯，因此，對滑坡地質災害勘查中物探技術的應用方式進行深入研究意義重大。

1 滑坡地質災害形成原因

1.1 滑坡形成的地質條件

滑坡地質災害的形成條件比較復雜，主要有以下幾點：第一，區域地形地貌因素。如果區域地面坡度比較大，地勢高，則軟弱面在重力因素的影響下穩定性不斷降低，容易引發滑坡地質災害。第二，地層巖性因素。土體結構形式以及土壤性質也是形成滑坡地質災害的關鍵因素，根據調查發現，很多滑坡地質區域巖土類型包括碎屑巖、軟弱巖等，遇水后穩定性以及抗剪性均降低，并形成軟弱滑動面，引發滑坡地質災害。第三，地下水活動因素。當土質邊坡受到地下水因素影響后，邊坡結構軟化，同時空隙水壓不斷提升，土體結構抗剪強度降低，由此引發滑坡地質災害。

1.2 影響滑坡產生的主要因素

導致滑坡地質災害發生的主要因素包括以下幾點：第一，降雨。在降雨季節，降雨量比較大，雨水可滲透至地下結構中，并對地下水活動以及地質結構穩定性產生較大影響。第二，地震，某些區域斜坡坡度在25°以上，一旦發生地震災害，就會造成滑坡地質災害。第三，人為因素。隨著人類社會經濟的快速發展，工程項目建設數量不斷增多，包括水利工程、道路工程等，在項目建設中，如果安全防護措施應用不當，則會對邊坡土壤結構造成擾動作用。

2 滑坡地質災害的危害分析

滑坡地質災害一般是在多種因素影響下所形成的，一旦發生滑坡地質災害，就會對區域社會經濟以及周邊群眾日常生活造成較大不良影響。滑坡地質災害的危害性主要體現在以下幾點：第一，如果滑坡土體與農田、居民住宅之間的距離比較小，則在滑坡土層以及巖石體的滑動過程中會產生巨大慣性作用，導致農田以及建筑工程毀壞。第二，我國很多地區的村莊、城市均依山而建，一旦發生滑坡地質災害，則基礎設施、工程項目均會受到嚴重破壞，如果滑坡地質災害發生在雨季，則還可能會引發山洪、泥石流等地質災害。第三，如果礦區發生滑坡地質災害，則需立即停止采礦生產，并對礦區進行整修，如果滑坡地質災害比較嚴重，還可能會導致礦區坍塌，危害礦區工作人員生命安全。

3 滑坡地質災害勘查中的物探技術

3.1 高密度電法

高密度電法屬于直流電阻法，其是在常規電法勘查技術的基礎上所發展的，應用原理與常規電法大致相同，但是與常規電法相比具有一定的應用優勢。在滑坡區域勘查中，不同巖層以及同一巖層中的內部結構以及組成形式差異比較大，因此電阻率也有所不同，在高密度電法的實際應用中，可充分應用其差異，對滑動面實際情況進行探測分析，利用電極將直流電傳入地下環境中，并形成穩定性比較強的電場，再利用勘查儀器設備對觀測點電阻率變化情況進行觀測，據此即可了解滑坡地質區域地下巖層實際情況。

3.2 GPS 物探法

在滑坡地質災害勘查中，GPS 物探技術的應用也比較常見，使用方式快速便捷，定位精度較高，在實際應用中不會受到勘查區復雜環境因素的影響。但是，GPS 物探技術也有一定的弊端，即應用成本比較高，同時還需要根據勘查區與實際情況合理制定復測周期。

3.3 瑞雷波法

瑞雷波傳播特征以及質點規律隨勘查深度的變化，能夠在水平軸以及垂直軸上運動，并分解振動振幅異號，在對質點軌跡進行合成處理后，順時針旋轉即可形成橢圓，如果符號相同，則旋轉軌跡為逆時針橢圓形。當瑞雷波在地下環境中傳播時，質點振幅會隨著傳播深度的不斷增加而減小，因此，在滑坡地質災害勘查中，通過觀測瑞雷波的傳播特性，即可對地下地質實際情況進行分析。如果波長相同，則傳播特性能夠反映出統一深度水平方向地質實際情況，另外，如果波長不同，則能夠反映出地下不同深度結構地質實際情況。

3.4 地震映像法

地震映像法又被稱為高密度地震法，其產生震源的方式與高密度電法類似，均可應用錘擊或者放炮的方式產生震源，同時測點密度比較大。在地震映像法的實際應用中，能夠對每道地震波做好詳細記錄，可選擇相同的偏移距，在野外勘查中，當地震波完成一次激發以及接收后，激發點以及檢波器即可隨測線方向向前移動，然后再進行下次工作，在完成整條測線采集后，即可獲得完整的地震剖面圖。

4 物探技術在滑坡地質災害勘查中的應用實例

4.1 工程概況

某滑坡地質災害地勢為西北高、東南低，并且滑坡地質區域為溝壑發育，山谷為“V”字形，山坡坡度在35°～55°之間，局部區域坡度高達65°～75°。根據現場勘查，滑坡地質區域大部分土壤為裸露狀，沒有采取防護措施。在對該滑坡地質災害進行現場勘查時，綜合考慮勘查區實際情況以及技術現狀，聯合應用地震波映像、多道瞬態面波法以及高密度電法，制定綜合物探勘查方案。在勘查區與范圍內，共設置16條測線，如圖1所示。

圖1 工程物探綜合平面圖

4.2 地震波映像

通過應用地震波映像技術對滑坡區域進行地質勘查，經過滑動的巖土體與下伏不動體之間頻幅以及頻率差異比較大，而同相軸反射波的頻率比較小，振幅較大。部分反射波同相軸發生上下位移，部分反射波具有同相軸呈“眼”狀特征以及“弧形”特征。

4.3 高密度電法

在本次勘查中，高密度電法勘查結果如圖2 所示，通過對圖4 進行分析可見，在測區范圍內，視電阻率具有高阻現象，同時，在150m ～250m 段，經過滑動的上層土體土質結構松散，另外由于受到雨水浸潤影響，體現出低阻現象。

圖2 高密度電法視電阻率等值線斷面圖

4.4 多道瞬態面波法

多道瞬態面波視速度等值線圖如圖3 所示，對于場地，可分為三層，其中，第一層厚度在3m ～6m 之間，局部厚度高達8m，面波視速為130m/s ～230m/s；第二層厚度為3m ～8m，面波視速度為230m/s ～330m/s；另外，第三層面波視速度為330m/s ～850m/s。

圖3 測線8-8’和9-9’多道瞬態面波視速度等值線圖

4.5 勘查結果

通過本次勘查分析，滑坡地質區域場地分層如下：

第一層為覆蓋層，厚度3m ～6m，是由種植土以及粘土所組成的，局部有滑坡滑落物，包括粘土以及塊石混合物。多道瞬態面波速度130m/s ～230m/s，縱波速度150m/s ～700m/s。

第二層為強風化巖，厚度3m ～8m。多道瞬態面波速度230m/s ～330m/s，縱波速度700m/s ～1300m/s。

第三層為中風化巖。多道瞬態面波速度330m/s ～850m/s，縱波速度1300m/s ～3400m/s。

通過聯合應用多道瞬態面波法、地震映像法以及高密度電法，滑坡為小型滑坡，屬牽引式滑坡，同時可確定滑坡體規模、滑坡體內地層巖性、滑動面等特征，進而為滑坡地質災害治理提供可靠依據。

5 結語

綜上所述，本文主要結合實例，對滑坡地質災害勘查中的物探技術應用方式進行了詳細探究。滑坡地質災害危害性較大，形成條件復雜。現如今，滑坡地質勘查技術類型比較多，其中物探技術的應用優勢明顯，而物探技術類型比較多，要求根據實際情況選擇適宜的物探技術，確定勘查技術參數，詳細了解勘查區地質資料，保證勘查結果準確性。需要注意，物探技術類型比較多，如果僅采用一種物探技術，所得勘查結果準確性有限，可能會影響探測對象判斷分析，對此，應根據勘查區地質條件以及周圍環境選擇多種勘查技術，提高勘查效率，同時保證勘查結果準確性。