物探技術在滑坡地質災害勘察中的應用

摘 要：通過做好滑坡地質災害的勘察工作，可以為災害的防治提供重要的技術支撐。由于滑坡主要由三部分構成：滑坡體、滑床以及滑動面，并且這三者往往在巖性方面存在著較大的差異，借助于高密度電法等先進的物探技術，能夠準確的分辨出滑坡體的區域和范圍，進而可以為滑坡的治理提供物探資料。本文首先對滑坡的引發因素和危害進行探討，并進一步研究滑坡地質災害勘察中物探技術的具體應用;

關鍵詞：地質災害;勘察方法;物探技術

1 引言

泥石流、滑坡等眾多地質災害的發生，嚴重影響到當地居民的生命和財產安全，同時對經濟社會和工程建設產生了極為不利的影響。以往在開展地質勘察時，多用到鉆探、地質調查以及土工試驗等諸多方法，這些勘探方法不僅對滑坡信息的獲取量較少，并且勘察成本高、工作效率低。因而，當前應加強對先進物探技術與方法的應用，降低勘察費用，提高勘察工作的效率與精度。

2 概述

2.1 引發滑坡的因素

一方面，夏秋季節是暴雨多發階段，這一時期災害性降雨將會與地表水、地下水結合，進而使地表、地下巖層的抗滑性能降低，最終導致滑坡問題的出現。尤其在連續強降雨天氣的影響下，甚至會存在滑坡、泥石流以及坍塌等地質災害并發的問題。另一方面，地震因素也是導致滑坡地質災害發生的一個重要因素。相比較而言，地震的發生具有不可預測性，由地震所誘發的滑坡災害通常相對嚴重。因而，在一些地震高發地帶，當地的居民區、工業園等人員密集的區域和場所，要對滑坡等地質災害的危害性做出預測，并采取針對性的防治措施予以處置。另外，人為破壞也是引發地質災害的一項重要因素。近幾年來，隨著國內建筑行業的迅猛發展，施工期間所需要的山石等建筑材料猛增，很多地區非法開采問題嚴重，進而出現了山體的大面積的切割與破壞。這樣一來，如果在山體斷裂面的位置處修建相應的公路、鐵路、民用建筑等設施，或者受到強降雨、地震作用等因素的綜合影響，也容易發生滑坡等地質災害。總體而言，導致滑坡地質災害出現的因素有很多，為避免滑坡地質災害的發生，就要加強對物探技術的應用，并防止不合理開采等問題的出現。

2.2 滑坡地質災害的危害分析

滑坡問題的出現往往是眾多因素共同導致的結果，一旦出現滑坡地質災害，將會給當地的生產生活帶來嚴重的危害：首先，如果滑動坡體與周圍的農田、住宅臨近，那么將由于滑坡土層、巖石體下滑的慣性作用，而導致周圍的農田、房屋等設施被毀壞，同時附近區域的人員、牲畜以及公路、水利工程等基礎設施也會受到毀滅性的損害。其次，在我國南方的一些省市，城市、村莊往往是依山而建的，滑坡災害發生的同時，將導致山坡植被樹木與電力設施出現嚴重的破壞。如果滑坡地質災害發生在雨季，還可能引發山洪、泥石流等地質災害。另外，滑坡地質災害的發生，還可能威脅到當地的礦區生產。如果滑坡危害較輕，礦區需要停止生產并進行整修，如果滑坡問題較為嚴重，可能導致礦區塌陷，直接威脅到工作人員的生命與安全。

3 滑坡地質災害勘察中物探技術的應用分析

3.1 高密度電阻率法

在應用該方法進行勘察工作時，需要將眾多的電極同時的排列在測線上，勘察期間通過對電極自動轉換器進行合理的操作與控制，達到地質勘察的目的。需要注意的是，該方法應用期間需要對不同種類的裝置與極距進行合理的組合。這樣一來，就可以在一次布極的情況下，實現對多種地質情況的勘察。對于高密度電阻率法而言，它綜合了電剖面法、電測深法的優勢，工作原理和普通的電阻率法之間基本相同。但是，與普通電阻率法相比，由于它的觀測點密度相對較大，因而該方法的工作效率較高，同時測量期間的分辨率、觀測精度也比較高。其中，下圖1就是某勘察工作中借助高密度電阻率法進行滑坡地質勘察所形成的效果圖。從圖中能夠看出，該滑坡的床體巖石主要成分為強風化片麻巖，如果不能對該滑坡地質予以高度的重視，繼續發展下去將出現滑坡地質災害。另外，從圖中數據可以看出，該滑床的電阻率主要介于300到850m之間，滑坡土屬于碎石土，電阻率介于30到100Ω之間。由于受到巖體內部含水量、碎石含量以及粘土含量等因素的影響，使得滑坡體內部各部分的電阻率數值存在較大的差異，這主要是由于巖土形成時充填物質的不同所造成的。此外，該滑坡的滑坡體厚度主要在30m內，并且形成了連貫趨勢，再對其進行過度的挖掘、開鑿，極有可能出現大面積的滑坡、坍塌等問題。

3.2 瑞雷波法

瑞雷波（Rayleighwave）屬于地震波的一種，傳播期間可以沿著地表進行自由形式的傳播，同時會在地表形成一個橢圓軌跡，這一軌跡是逆時針形式的，橢圓的長軸與短軸比是3：2。在進行滑坡地質災害探測期間，可以借助瑞雷波的運動學理論與知識進行。由于瑞雷波的傳播速度與地層所產生的橫波速度基本相近，因而可以借助測定瑞雷波的形式，間接的進行地層橫波的測定，從而能夠準確的計算出巖土層各種類型的力學參數。另外，瑞雷波在介質中進行傳播時，由于介質的分布具有不均勻性，傳播過程中會發生頻散的現象，但對于體波而言，不會在傳播期間發生任何形式的頻射現象。因此，在利用瑞雷波法開展滑坡地質勘探時，可以借助這一特性將瑞雷波進行提煉。其中，下圖2為某工程中利用瑞雷波法開展的滑坡地質勘察工作，并形成了實測效果圖。從圖2中的數據可以得出，該巖石層中碎石程度正在增大，因而不對其進行防治就可能引發滑坡問題。

3.3 瞬變電磁法

利用瞬變電磁法進行地質勘察期間，需要借助接地線源或者是接地回線，向勘察區域的地下位置發送一次脈沖磁場，利用一次場間歇時間，并借助于另一個回線接收裝置，就能對地下介質所引發的感應電場進行測量。一般來說，二次場不會隨著一次場的消失而出現立即消失的現象，這其中存在一個瞬變的過程。具體勘察期間，可以通過對二次場的衰減特征做出分析之后，能夠尋找到各種類型的電阻率地質體所特有的電性分界面，這樣一來就能確定地質體的賦存狀態，進而判斷是否存在滑坡的危險。現階段，瞬變電磁法主要用于地下洞體以及采礦區、地下水源、巖溶發育帶的地質情況。

3.4 淺層地震映像法

該方法應用過程中，需要勘察人員對巖石層所發出的地震波做出相應的觀察與分析，并對地震波的傳播規律進行研究，進而可以根據所測數據庫判斷該地區的地質條件。具體勘察期間，地震波主要借助人工錘擊的方式而產生。利用這一勘察方法可以得到不同的波形，進而對不同巖石的特征做出判斷。

4 結束語

通過物探技術的合理應用，可以減少滑坡地質勘察的工作量與時間，提高工作效率，同時還能提高勘察結果的準確性，進而為后續的滑坡地質災害的針對性防治提供依據。

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作者簡介：

姚含（1972- ），男，土家族，貴州省德江縣人，大學本科，高級工程師，主要從事巖土工程勘察、地質災害危險性評估、礦山地質環境評價等工作。