綜合物探技術在滑坡勘察中的應用

（河北省地質測繪院，河北 廊坊 065000）

諸如滑坡災害發生的地形、地貌、地質結構和地下水條件等客觀因素對滑坡的發展和分布具有特別的影響，并且還受到諸如人類活動等外部因素的限制。因此，地質滑坡災害的出現是廣泛的物理變化的相對緩慢的綜合性變化過程。在“三峽工程”的地質災害處理中，大量的滑坡堆積。使用高密度電氣方法識別滑坡具有極大的好處。改文章通過高密度電法對滑坡進行了勘測，并與鉆探結果進行了對比。結果表明，高強度電法對滑坡的研究具有重要影響。

1 綜合物探方法簡介

（1）淺層初至折射波法。折射波用于地震研究是研究淺層地震結構最有效的方法之一，這種方法在國內外都得到了認可。它可以確定基巖的深度、山坡的位置和方向、巖性接觸帶和裂縫帶，特別是基巖中縱波速度的大小和分布，從而了解研究區域的巖性變化。這些數據是不能通過其他物理勘探方法來得到的。因此，它被廣泛用于研究大型工程結構的基礎，例如橋梁、陸上和水上的結構。折射波地震勘測的首次到達是采用雙模式觀測系統，其探測范圍為5m，主要用于確定地下水位，滑坡體界面，滑坡體含水層界面和第四紀自由濃度。瓷磚或巖石分隔線基于首次到達時間的增加，單層折疊地震波的對比分析主要基于波的均勻性和波形相似性。為了比較兩個相鄰的彎曲波層，在界面處使用了阻擋波。它具有運動功能和同軸隔層，相同的開關和連接功能用于比較相鄰設備。當連接時間超過5毫秒時，曲線移動，折光曲線主要通過截面時間法和t0差曲線法進行說明。在分層解釋中，假定它是均勻的兩層介質，并且根據截面的交點方法計算有效速度：Ve=△x/△t。

（2）淺層地震反射法。在淺層地震的勘探中，折射法已成為主要的方法，并且已經可以作為一種成熟方法廣泛的用于巖土工程勘察中。淺層地震反射主要采用多重覆蓋技術，旨在滿足水平疊加技術的要求。水平堆疊也稱為公共點堆疊或公共焦點堆疊，其設計目的是將在不同拍攝點和不同接收器點獲取的同一反射點的地震記錄疊加起來，從而可以防止出現多波和不同波長的情況。這顯著提高了地震剖面的信噪比和質量，并且還允許提取重要參數（例如速度）。該觀測系統是地震反射法中使用最常用的觀測系統法。

（3）直流對稱四極電測深法。用直流電測四邊極的方法是應用地球物理學中的一種較早的措施，并且在解決滑坡界面問題方面仍起著重要的作用。這種方法是使測量電極固定在表面的某個點上，并根據規則，不斷增加電源電極的功率，以研究表面上某個點以下的電特性的垂直變化。連續增加電源電極會增加地下電源的電流分布范圍，這相當于增加檢測深度。因此，通過分析視在電阻率曲線和電感應橫截面圖，我們可以了解測量點和橫截面下的垂直變化。

（4）瞬態瑞雷面波勘探法。瑞雷波在彈性界面附近傳播，對儲層淺水部分具有較高的分辨率，尤其是對堆集層的分層，在水位以下分層儲層并確定基巖界面時。瑞雷瞬態表面波研究使用24個通道進行2m的接收和檢測間隔。它補充并驗證了前兩種彈性波研究方法的綜合分析和解釋。

（5）高密度電測深法。強密度電聲探測法的原理與具有GDS（高精度和高分辨率）功能的對稱四極電聲法相同。它使用光束AB/2均勻下降的方法。如果最后一個測量值與上一個相同或相同，則認為地下地質體的電特性未更改；如果發生重大變化，則認為基礎地質體已發生變化。這次使用的方法主要是細分第四系自由蓄水層、滑波含水層、對比含水層以及尾礦和基巖之間的界面。確定滑坡體飛行器的穿透深度和傳播范圍。全面的地球物理工程勘測利用了地質體的彈性和電學性質，避免了僅地球物理理論帶來的歧義。

（6）聯合剖面法。橫截面形輪廓法是研究地電隔室中側向電氣變化的一種方法，它對于確定含水層的寬度和檢查在直流比例四極電噪聲期間檢測到的含水層異常更為有效。復合剖面法可以提供豐富的地質信息，具有明顯的差異特征。該AB/2分量方法選擇15m，30m和60m，這是基于以下事實：滑坡水位特征和對稱直流電聲的巖溶異常主要出現在三個深度處在30英里土地上。到測量點的距離對應于對稱的直流電矩形聲音。變形點結合地形，地質層位和臨近點進行平滑校正，然后再進行解釋。聯合剖面法的正交點或低阻力的同步下降帶通常被認為是含水層[1]。

2 物探成果

（1）成果解釋。截面A1-A1'和A2-A2'的解釋結果如圖1和2顯示，從中可以看到，H1滑動體可以有條件地分為三層。第一層是礫石土壤，電阻為2Ω.m至120Ω.m，厚度為幾米至10 m；第二層是層間粘土礫石，其電阻率值為10Ω.m至25Ω.m，層的厚度為幾個單位。儀表長達約30m。第三層是基巖，電阻為30Ω.m至60Ω.m。滑動層與泥巖，粘土粉砂巖，粉砂巖和砂巖是軟質的，基巖的風化強度不是很明顯。A1-A1'部分的吸積層厚度約為5m～28m，A2-A2'部分的吸積層厚度約為9m～35m，重疊沉積物的厚度變化很大。滑坡中高度風化的基巖的厚度約為10m～20m。根據解釋的結果，H1地區的滑坡形狀是“長舌”，幾乎向南北擴散。阻力邊緣的最大高度為500m，前緣的較低高度為144m，相對高度差為356m。滑坡的整體起伏在北部高，在南部低，呈逐漸上坡的坡度，中等陡峭而平緩的坡度，滑坡的坡度為5°～38°，呈縱向階梯狀。滑坡體中部較厚，兩側較薄。假定滑坡體的組成主要由瓦礫，粘土和礫石組成。滑移面是覆蓋層和高度風化的基巖之間的接觸面為砂巖結構[2]。

圖1 A1-A2’剖面高密度電法反演成果

圖2 A2-A2’剖面高密度電法反演成果

（2）物性參數。由碎石連接的碎石和粘土構成了滑坡物質組成的巖性。基巖巖性以泥巖、粘土粉砂巖、粉質泥巖和夾層砂巖為代表。每種巖石和土壤的物理抵抗力的值是：混合有礫石的粘土，10Ohm·m～25 Ohm·m；阻擋礫石土20Ohm·m～120Ohm·m；中度風化的砂巖100Ω.m到180Ω.m；中度風化的黏土粉砂巖（粉砂巖）30Ω.m～60Ω.m；中度風化泥巖30Ohm·m～50Ohm·m；強風化泥巖、粘土粉砂巖和砂巖夾層20Ohm·m～40OOhm·m；耐候風化砂巖30Ohm·m～80Ohm·m。采集體與基巖之間的物性（電阻值）存在明顯差異，這是物探的基本。

3 綜合物探的工作方式

（1）應用前提。在官田壩這個項目中，較為簡單發生滑坡的巖層主要是砂巖和泥巖。與第四極覆蓋層和幾個塌陷的礫石不同，這類巖石具有較高的抵抗力。不僅如此，還有很多優點，斷層帶與基巖之間的電氣差異非常明顯，這為集成地球物理勘測中的高密度電氣勘探應用提供了良好條件。

（2）工作布置。綜合地球物理技術的初步設計應根據技術設計進行組織，并結合設施的實際工作條件。在組織工作時要準備的設備通常包括1：2000電路圖、指南針、手動定位端子和測量電纜。在物體檢測線的安裝過程中，通常由于房屋等因素的影響而略有偏差，這不會顯著影響研究結果。

（3）工作方法。從項目現場的建設條件和要實現的審核目標，在本項目中選擇高密度電氣檢查更為有效和經濟。本項目的高密度電位采集系統采用重慶奔騰數控公司生產的N2系統。該系統的額定電源電壓為180V，電源電流必須大于20mA，使用α器件時，點的點數為3m～6m，電極比為1～25，電極180個。系統在現場收集的數據可以自動將誤差控制在3%以內。RES2DINV軟件和Surfer軟件用于處理收集的數據，并且RMS可以控制在10%以內。該系統的具體工作步驟主要包括以下三個步驟：①每天完成測量后，將測量數據通過測量儀器傳輸到計算機，然后將數據傳輸到計算機，進行編目和存儲；②分析數據曲線以過濾干擾因素。計算由反演引起的變形數據，并生成電阻輪廓圖。③分析電阻率等高線圖，以得出該區域的地質剖面。由于這些探索性活動的結果不明顯，因此最終結果將顯示為地形調整后原始數據的結果。

4 結束語

選擇復雜的綜合地球物理方法進行滑坡研究和應用研究對于發展地球物理技術本身和研究滑坡災害具有重要意義。根據滑坡帶的巖土條件和地球物理特征，利用高密度電流法，瑞雷波法和地震成像法對滑坡進行了綜合研究。結論如下。首先，使用介質的電差和彈性、高密度電波、地震波成像和瑞雷波的結合，不僅解決了單一地球物理方法的多分辨率問題，而且提高了滑動面的深度和縮放精度。其次，電流密度高的方法很好地反映了地下的電分布，但不能直接判斷滑動面的幾何形狀。地震成像方法可以更準確地反射地下彈性界面的波，并清晰地反映不良地質現象。瑞雷波導對淺層具有高分辨率，可以不受地層速度的影響，并且可以更準確地檢測內部滑坡情況。后一種物理搜索方法具有有限的信息，這將影響對檢測到的對象的評估。結果并不是唯一的，尤其是對于大規模滑坡勘測而言，并且隨著滑坡深度和寬度的增加，一種方法的檢測分辨率會降低。因此，在進行滑坡工程時，有必要結合研究區域的地質特征。在條件和環境方面，嘗試選擇幾種方法的組合進行全面審核，一方面可以提高結果的準確性，另一方面也可以大大提高工作效率。