導(dǎo)語：小議物探法在山地滑坡勘查中的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文能過高密度電阻率法、瞬變電磁法在某山區(qū)地段滑坡勘查中應(yīng)用效果的分析，明確了物探勘查滑坡的可行性和經(jīng)濟性，為物探方法在地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用提供了成功的借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高密度電阻率法；瞬變電磁法；滑坡；采空區(qū)

前言

地球物理勘探，大致可分為電法、磁法、重力、地震四大類。而電法是其中方法種類最多、應(yīng)用面最廣、適應(yīng)性最強的一大類方法。它在深部構(gòu)造、固體礦產(chǎn)、能源和水文、工程、環(huán)境等地質(zhì)領(lǐng)域已經(jīng)和正在發(fā)揮重要作用，其物理前提是電性差異，以高密度電阻率法、瞬變電磁法在某山區(qū)地段滑坡勘查中應(yīng)用效果的分析為例，說明電法可以在滑坡勘查中發(fā)揮顯著的作用。

1研究區(qū)概況及地質(zhì)背景

1.1研究區(qū)概況

某市山區(qū)大路山滑坡上拉張裂縫有擴大，增長、增多，變形加劇，產(chǎn)生速滑的趨勢。

研究區(qū)位于該市北西方向，直距17.8km，區(qū)內(nèi)屬低山丘陵地貌，最高點為北側(cè)的大路山，海拔203.4m，最低點為北東側(cè)楊村，海拔78m左右，相對高差125m左右。山體走向北東-南西向，兩側(cè)地形自然坡度一般在24°~40°。

區(qū)內(nèi)大約于20世紀(jì)70~80年代開始采石煤，80年代達到高潮，到90年代初漸停歇，歷時20多年，從地上到地下形成規(guī)模不等的采坑、老硐等。大路山滑坡是由于開采石煤形成采空區(qū)（老硐）塌陷及露采礦坑造成山體坡腳臨空高陡邊坡松動，邊坡失去支撐失穩(wěn)而誘發(fā)的牽引式巖質(zhì)滑坡。因此，查明滑面以及引發(fā)滑坡的采空區(qū)的分布特征是本次滑坡勘查的重要內(nèi)容。

1.2地質(zhì)背景

研究區(qū)位于深斷裂帶的北西側(cè)。出露地層自上而下為第四系（Q）、寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）和震旦系下統(tǒng)休寧組（ZIX）等組成。第四系（Q）由殘坡積層（el-dlQ）、人工堆填土（meQ4）和崩積物（cQ4）組成；寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）的巖性為黑色含炭泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，少量含炭硅質(zhì)巖和石煤層等組成。震旦系下統(tǒng)休寧組（ZLx）由火山碎屑巖等組成。與上覆寒武系下統(tǒng)荷塘組呈斷層接觸。

2方法原理及應(yīng)用效果

2.1方法原理

2.1.1地球物理特征

寒武系下統(tǒng)荷塘組（εlh）地層在電性上表現(xiàn)為良導(dǎo)低阻；震旦系下統(tǒng)休寧組火山碎屑巖為相對高阻；根據(jù)初步調(diào)查結(jié)果，區(qū)內(nèi)的采空區(qū)由于底板埋深大于80m均不充水而表現(xiàn)為絕緣高阻的特征。三者的電性均有較明顯的差異，為在本區(qū)利用電法進行勘查提供了物理前提。

2.1.2高密度電阻率法

高密度電阻率法是集電剖面法和電測深的觀測優(yōu)點為一體的一種地學(xué)層析成像（Geotomography，簡稱GT）技術(shù)，實行密集采樣來提高采樣率和“多次覆蓋”的方法提高信噪比。多次覆蓋是指由不同的供電電極、不同的測量電極以地電斷面上相同的“點”進行多次測量，數(shù)據(jù)采集由微機控制處理。

采用重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所生產(chǎn)的WDJD－2型多功能數(shù)字直流激電儀，技術(shù)參數(shù)的選取見表1。

表1：瞬變電磁法探測技術(shù)參數(shù)

參數(shù)名稱參數(shù)值

觀測裝置γ

電極間距5m

間隔系數(shù)1~16

電極數(shù)60

2.1.3瞬變電磁法

瞬變電磁法簡稱TEM，其工作方法是利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間歇期間利用另一回線或探頭接收由地下地質(zhì)體受激勵引起的渦流產(chǎn)生的隨時間變化的感應(yīng)二次場（按指數(shù)規(guī)律衰減），二次場的大小與地下地質(zhì)體的電性有關(guān)；低阻地質(zhì)體感應(yīng)二次場衰減速度較慢，二次場電壓較大；高阻地質(zhì)體感應(yīng)二次場衰減速度較快，二次場電壓較小。根據(jù)二次場衰減曲線的特征，可以判斷地下地質(zhì)體的電性、性質(zhì)、規(guī)模和產(chǎn)狀等，從而可以解決如斷層、陷落柱、采空區(qū)等地質(zhì)問題。

采用地礦部物化探測所研制的WDC－2B瞬變電磁儀，5m×5m“∞”字形線框裝置。技術(shù)參數(shù)的選取見表2。

表2：瞬變電磁法探測技術(shù)參數(shù)

參數(shù)名稱符號參數(shù)值

發(fā)射周期T10ms(1~21取樣道)

下降沿關(guān)斷時間Dn80μs

采樣延遲時間De80μs

采樣時窗范圍0.07~2.64ms

疊加次數(shù)St256

供電電流I7A

2.2應(yīng)用效果

2.2.1高密度電阻率法探測滑面分布特征的效果

查明滑坡面的形態(tài)特征是滑坡勘查的重要內(nèi)容，是進行滑坡穩(wěn)定性評價計算的基礎(chǔ)。但利用鉆探的方法控制滑坡面的形態(tài)并不是一種經(jīng)濟的方法，僅靠幾孔之見了解滑面形態(tài)既缺乏整體性，又造成勘查周期長、勘查費用大的局面，物探方法顯然可以發(fā)揮其特有的優(yōu)越性。為查明滑面的形態(tài)特征，在區(qū)內(nèi)布置了高密度電法剖面2條，其中高密度電法2線與C－Cˊ勘探線重合。剖面北西向長300m。由圖1可見，斷面上視電阻率Ps值在2～5000Ω?m之間變化。大致可分為兩段：①0/1～100/2為低阻分布區(qū)；上覆高阻為近地表的殘坡積土，視電阻率Ps＜32Ω?m的推測為寒武系下統(tǒng)荷塘組的炭質(zhì)泥巖。②100/1～295/1為高阻分布區(qū)，視電阻率Ps值多在250Ω?m以上。僅在中心130/1,埋深約10m處，出現(xiàn)視電阻率Ps＜150Ω?m的低阻異常。推測本段主要是震旦系統(tǒng)休寧組火山碎屑巖，局部低阻可能與巖石破碎后含水有關(guān)。

圖1：高密度電法2線AMBN裝置反演推斷成果圖

構(gòu)造在斷面上表現(xiàn)為視電阻率梯級變化的特征。在本測區(qū)中是寒武系下統(tǒng)荷塘組的炭質(zhì)泥巖與震旦系下統(tǒng)休寧組火山碎屑巖的接觸界線。在剖面2上，位于100/2，傾向北西，陡傾斜，傾角在60°左右。

通常由于滑坡體成分相對復(fù)雜，結(jié)構(gòu)相對破碎，導(dǎo)致視電阻率較為零亂，若被低阻介質(zhì)充填則為低阻反映，否則呈高阻反映；而滑床的視電阻率則表現(xiàn)出值高且完整的特征，以此可對滑動面的特征進行分析。可以看出。剖面2上的滑面較為規(guī)整而且特征明顯，滑坡體的厚度在150/2處最大。

2.2.2瞬變電磁法探測采空區(qū)分布特征的效果

由于研究區(qū)位于省道的北側(cè)，給高密度電法的布置工作帶來不可克服的困難，因此考慮采用瞬變電磁法。結(jié)合地形條件不均勻地布置了9條剖面，點距5m。經(jīng)處理，形成如較2所示的綜合成果圖。

圖2：3線綜合成果圖

從多測道電壓剖面圖上分析，6測道以后在3#~4#點、6＃~7#點處出現(xiàn)明顯的高電壓異常，尤以6#~7#點最低3#~4#點次之，推斷該兩處為煤礦采空區(qū)，而1#~2#點5#點、8#~13#點出現(xiàn)較為明顯的高電壓異常，推斷為未采區(qū)，而12#~13#點的低電壓異常，推斷為震旦系下統(tǒng)休寧組地層的反映；從等視電阻率斷面層圖分析，在深度14m左右，距離為5~10m、25m、40~60m段出現(xiàn)60~110Ω?m的低阻閉合圈或半閉合圈，推斷為未采區(qū)，而距離15~20m、30~35m段出現(xiàn)了140

Ω?m以上的高阻閉合圈，推斷為煤礦采空區(qū)，距離為60~65m段出現(xiàn)的高阻半閉合圈推斷為震旦系地層的反映。綜合分析認(rèn)為，該測線的2.5#~4.5#點、5.5#~7.5#點為煤礦采空區(qū)。

將所有測線所反應(yīng)的采空區(qū)異常展到地形圖上進行相連，便得到區(qū)內(nèi)采空區(qū)的分布狀況。區(qū)內(nèi)的采空區(qū)按兩個帶分布，分別編號為①和②。①采空區(qū)主要分布在測區(qū)的東南部，開采規(guī)模相對較小，其目的主要為向工作面運送巷道，保證運煤和通風(fēng)。②采空區(qū)主要分布在測區(qū)西南部、中部及北部，開采規(guī)模較大，為其主要工作面。

2.2.3效果驗證

為充發(fā)利用本次物探工作的成果，在應(yīng)用瞬變電磁法探測采空區(qū)的過程中，對地面瞬變電磁法圈定的采空區(qū)異常進行了驗證。建議的驗證孔位分別位于6/Ⅱ和6/Ⅲ，其中位于6/Ⅲ點處的ZK6-1孔雖未見老硐，但根據(jù)巖芯中裂隙面上有較強的氧化跡象，判斷鉆孔打在采空區(qū)邊緣。驗證結(jié)果充分表明，本次瞬變電磁法所取得資料是可靠的，推斷的成果是可信的。由高密度電阻率法探測滑面分布特征，經(jīng)與鉆探查明的滑面形態(tài)特征進行比較，基本一致。

3結(jié)束語

研究結(jié)果表明，高密度電阻率法，瞬變電磁法都是對滑坡進行勘查的有效的物探方法，這些方法的有效性取決于探測目標(biāo)存在明顯的物性差異。同時也認(rèn)為物探方法的選擇既要針對所要解決的地質(zhì)問題，又要考慮開展該方法的局限性，以確保投入的方法取得明顯的地質(zhì)效果。

參考文獻

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