高密度电法在某滑坡勘察中的应用

Technology Forum︱380︱2016年11期高密度电法在某滑坡勘察中的应用陈开华 马 伟江苏省地质矿产局第六地质大队，江苏 连云港 222023摘要：滑坡是一种地质灾害，长期以来一直存在并威胁着人们的生命与财产安全。

工程建设加剧了地质环境的恶化，滑坡灾害时有发生。

因此，对滑坡展开科学合理的勘察工作极为重要。

而高密度电法在当前已经被广泛的应用在滑坡勘探工作当中，该方法集电测深与电剖面装置与一身，拥有极高的观测精度，同时数据采集量也比普通方法大的多，拥有丰富的地质信息，生产效率极高等。

本文主要对高密度电法在滑坡勘察中的应用展开深入的剖析，不仅明确高密度电法的探测原理，同时与某滑坡工程实例相结合，通过高密度电法获得测区的二维高密度电阻率反演断面色谱图，同时通过对某滑坡各个方面的分析，对滑坡的基本情况进行了明确，并对滑坡稳定性的研究工作提供了有力的依据，这为滑坡勘察工作的实施奠定了坚实的基础。

关键词：电阻率；高密度电法；滑坡；勘察；应用中图分类号：P642.22 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）11-0380-02如今滑坡灾害的频发，不仅给我国社会的发展带来了负面的影响，同时还会给人类社会更好的发展带来阻碍。

为了消除滑坡灾害隐患，需要采取经济有效的治理措施，治理前必须进行工程设计，工程设计必须对其进行全面的工程勘察。

滑坡的工程勘察是运用各种手段查明滑坡的类型、范围、规模、性质及其危害程度，分析产生的条件和原因，并判断其稳定程度，预测其发展趋势，提出预防与治理方案的建议，从而为工程设计与工程治理提供有力的地质资料依据。

实践表明，当前电法勘探已经被广泛的应用在滑坡勘察工作中，并取得了一定的勘察效果。

本文主要以某地区滑坡勘察工作为例，采用高密度电法将滑坡勘察期间的一些地下情况充分的反应出来，从而实现保障滑坡稳定性分析工作以及治理工作实施的目标。

1 高密度电法技术原理与高密度电法资料处理探究 1.1 高密度电法技术原理 实际上，地下解之间的导电性差异是高密度电阻率法的物理前提所在。

高密度电法属于一种阵列电法的勘探方法，和常规电阻率法一样，都将稳定电流场空间分布理论作为基础。

换言之，高密度电法主要通过供电电极向地下供电流I，然后再测得测量电极间电位差ΔV，从而求得该测量点的视电阻率值ρs =KΔV/I 。

若排列电极的电极距不变，而记录点位置移动时，即为电剖面法，测地电横向变化；若排列电极的电极距变化，而记录点位置不变时，即为电测深法，测地电垂向变化；高密度电法是电剖面法与电测深法两种技术结合并同时进行，一次完成二维视电阻率剖面。

如图1所示，该图为高密度电阻率法工作系统示意图，从图中可见高密度电阻率法工作的重要性与复杂性。

图1 高密度电阻率法工作系统示意图 利用数据自动采集技术，能够实现以此布置较多电极的目标，并且在短时间内对几百个甚至更多的电位差信息进行有效的采集，最终实现对勘探区的高密度电法勘探目标[1]。

高密度电法勘探具备直流电法中的各种装备类型的勘探方法，这在有效提升直流电法勘探效率方面有着积极的意义。

该次勘探工作中的野外数信息的采集，主要应用了WDJD-3型多功能数字直流激电仪、WDZJ-3型多路电极转换器以及配套的电缆电极，同时在此次滑坡勘察的过程中，主要应用了固定的断面扫描进行测量工作，Alpha 排列方式是此次勘探过程中的电极排列方式。

高密度电阻率法的原理与普通的直流电法的原理一致，存在的唯一区别在于高密度电法纵深方向的视电阻率数据能够得到相应的加密，在此基础之上，其精度、跑极方式与记录方式自化等方面都有所提升。

1.2 高密度电法资料处理 对野外采集的数据利用仪器的RS232通讯功能传入电脑，然后转换成相对应的高密度电法处理软件（RES2DINV）要求的数据格式[2]。

运用该软件读入数据，进行数据反演、地形校正等数据处理，最终得到高密度电阻率剖面反演解释图。

利用该反演解释图，结合现场地质资料，进行地质推断解释。

2 滑坡勘察区域地质特征浅议 本区勘查深度范围内岩土层层次较少，土层部分根据沉积时代、成因、形态及其特征，自上而下划分为个4层，第1层为杂填土，为砖瓦厂取土及建筑垃圾倾倒堆积形成，主要分布于坡面上；第2层为上更新统下蜀组粉质粘土～粘土；第3层为强风化闪长玢岩，第4层为中风化闪长玢岩，为山的主体。

场地内地下水类型为孔隙潜水、基岩裂隙水二种类型。

孔隙潜水主要赋存于土体孔隙中，水位埋深变化较大，分布无明显规律。

地下水的补给来源主要为大气降水下渗，排泄方式以蒸发和下渗为主。

地下水位的变化受季节影响较大。

基岩裂隙潜水主要赋存在强至中风化的闪长玢岩中。

地下水位变幅较大，受大气降水控制。

滑坡为人工填土堆积而成，滑坡体中上部基本裸露，下部植被茂密。

根据现场调查情况，该边坡已发生整体滑坡灾害，滑坡微地貌发育较为齐全。

经现场踏勘，滑坡周界清楚，边界呈圈椅状，滑坡后缘见后缘拉裂缝（主裂缝），宽20～30cm，长约20m，；滑坡圈椅、后缘壁发育，后缘壁高约4～11m。

初步分析为覆盖层与基岩面之间的滑坡，滑动面位置及滑坡厚度待物探工作查明。

3 滑坡探测工作的分析在滑坡探测的过程中，布置测线期间需要坚持一定的原则，如利用测量人员用RTK 测定的点坐标进行测量[5]。

通常工作人员需要做到几点，第一工作人员需要在1:2000的测绘地形图上将所要测得的剖面位置确定下来；第二需要将物探点的坐标导入到RTK 当中；第三工作人员还需要将这些物探点坐标放样到实际的地形当中[6]；最后工作人员需要将探测铜钉与放样出来的所作标记的物探点，将其对应相应的物探点并钉到土里面，从而提升滑坡探测的精确性，保障探测工作的整体质量。

4 滑坡探测工作中的资料解析一般而言，滑坡体有两种，一种为岩体之间的自身华东，另一种为基岩和覆盖层之间的滑动，为了能够将滑动面形态与埋深确定下来，如果仅依靠少量的钻孔时无法确定准确数字信息的。

而当前在应用高密度电法剖面和钻孔综合勘探的过程中，能够对滑动面形态与埋深进行准确的查明。

通常滑坡体的滑动面电性和周围介质之间存在着显著的差异，这也决定了滑动面在高密度电法反演色谱图上的特征所在[7]。

在处理物探数据过程中，往往采用RES2高密度视电阻率反演软件展开二维反演，而此时工作人员则需要对沿途分析中的电阻率进行严格的对照分析，从而确保反演资料的准确性。

反演资料主要表现几种：第一顺坡的低阻异常带，推测为滑面，滑面的8-10m；大概在剖面的中部15m 的埋深处，电阻率与粘土电阻率相当，推断为残积粘土，底部的高阻值为基岩。

第二坡体的浅部低阻存在着异常情况，薄厚不够均匀，一般而言其画面埋深的深度约为10m，并且主要堆积在滑坡体的后缘，并且覆盖层的电阻率会小于30Ω.m，而下伏基岩的电阻率在100-200科技论坛2016年11期︱381︱Ω.m 之间，依据该种电阻率情况，能够将其推测为下伏基岩为泥岩。

这与郑立宁,李志在《物探技术在堆积层滑坡勘察中的应用》一文中的观点有着相似之处。

而在测线的120m 出，该位置的反演图存在着一个竖向发育的低阻异常情况，这便能够将其推测为该区域的泥岩风化情况比较严重，同时在裂隙中存在着较大的含水量，那么该区域便可推断为泥岩的强风化区域。

第三物探线沿着道路布设，并且该区域内的土体能够均匀的分布，其厚度的范围约在8-12m 左右，物探线的20m 处也存在着低阻异常，其电阻率约为20Ω.m，那么该区域可被推测为滑坡左侧剪切破坏带，而破坏带内含有大量的水分，正是由于这些水分的存在，使得软塑粘土充填工作得到了保障。

在该区域的深部高阻的分布处于正常状态，其电阻率可达200Ω.m，此时推测滑面是岩土界面。

高密度电阻率工作总精度以均方相对误差衡量，质量检查工作量为测区总工作量的5%，对项目测量工作形成的各项资料都进行自检、互检和抽检，确保调查资料的可靠性。

本次高密度电阻率法使用一台仪器测量，质检按同点位、同仪器、不同时间进行。

本次高密度测量共完成11条测线，采集数据总量19794个，质检计算数据1575个，占总数据量的7.96%，均方相对误差1.39%，满足规范要求。

一般而言，电法勘探所测得的曲线会受到地表岩性、地形和旁侧等方面的影响，并且影响程度较高，为此，相关工作人员只有不断的认真分析测站周围的野外环境，对曲线进行准确有效的整理，只有这样才能够得到较为满意的解释结果。

在滑坡工程中，采用高密度电阻法极为重要，很多时候都能够在斜坡的方向上形象的将滑坡体以及滑动面的分布情况充分的反应出来，并在分析该滑坡物探剖面的基础之上，得到滑坡内部的岩土体电阻率数据，并对这些数据展开相应的反演分析，在完成该项工作以后，需要与钻孔数据项结合展开综合分析工作，这便能够将高密度电法在滑坡勘察工作中的应用作用充分的发挥出来，提升勘探数据的精确度与准确性，从而有效避免以及预防滑坡灾害的出现。

高密度电法所测得的数据准确性很容易受到地标性与地形等各个方面因素的影响，因此相关工作人员在对数据进行处理的过程中，需要将校正工作融入到其中，并且在实施校正工作的同时，重视对突变数坏点的剔除，并且为了能够更加准确的探测滑坡区域，缜密应用高密度电法，确保各个环节所得数据的准确性。

5 总结本文主要着手于四个方面，第一方面探究了高密度电法技术原理与高密度电法资料处理，第二方面对滑坡勘察区域地质特征进行了浅议，第三方面分析了滑坡探测工作，第四方面对滑坡探测工作中的资料进行了解析。

在分析中明确，当前滑坡灾害已经成为各国高度重视的灾害类型之一，一旦发生滑坡灾害，不仅给附近居民的正常生活带来影响，甚至导致引发人员伤亡情况的出现，这给我国社会和谐发展带来了困境。

为此，采取有效的措施预防滑坡灾害的出现，确保地质的稳定性极为重要。

这实践表明，高密度电法已经被广泛的应用在滑坡勘探工作当中，并取得了一定的成效。

参考文献[1]肖武威.高密度电法勘探在某滑坡勘察中的应用[J].低温建筑技术, 2014 (2).[2]尚耀军.高密度电法在贵州金沙某滑坡勘察中的应用[J]工程地球物理学报,2013(6).[3]江玉乐,张楠,周清强等.高密度电法在岩溶路基勘察中的应用[J].物探化探计算技术,2007(6).[4]胡承林,雷宛,李红梅等.高密度电法在新疆某矿区滑坡勘察中的应用[J].物探化探计算技术,2011(4).[5]胡承林,许平,李敏等.高密度电法在绵阳某地滑坡勘察中的应用[J].勘察科学技术,2010(6).[6]谢尚平,熊章强,易清平等.浅层地震和高密度电法在滑坡体勘察中的应用[J].东华理工学院学报,2004(4).[7]黄凡,谭大龙,杨德龙等.高密度电法在公路工程不良地质体勘察中的研究与应用[J].物探化探计算技术,2011(6).作者简介陈开华 男 1963年出生，福建莆田人，高级工程师，长期从事地质矿产与工程勘察工作中的地球物理勘探工作。