物探技术在滑坡地质灾害勘查中的运用

高玉荣 官庆华

摘要：地质灾害一直是对人们的生产和生活威胁较大的一种自然灾害。特别是近年来，随着社会的发展和科技进步，物探技术在地质灾害防治过程中的应用，能够提前发现和预测地质灾害，最大限度的降低地质灾害带来人员伤亡及经济损失，物探工作就显得至关重要。本文主要从物探技术在地质灾害预测等方面来进行简单叙述。希望对有关部门工作起到积极促进意义。

关键词：物探技术；滑坡地质灾害；物探技术在地质灾害中的应用。

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

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近年来地质灾害频繁发生造成了大量的人员伤亡的同时，还给当地造成了严重的经济损失。而加强地质灾害的勘察与防治，能够最大限度的降低地质灾害造成的人员伤亡，保障人们生命财产安全。本文从物探技术及当前地质灾害防治过程中物探技术的应用两个方面出发，针对地质灾害防治过程中，物探技术的应用，做以下简要分析

一、物探和滑坡地质灾害介绍

1.物探技术的概念和发展

物探技术是运用地球物理学的原理来研究地质问题以及勘探和寻找矿产资源的一项新技术。物探技术作为地质勘探中的新兴领域，是伴随科技的不断发展而产生的，并逐渐发展成为地质勘探和地质学研究的重要手段，是衡量现代地质勘探发展水平的一个重要标志。

物探技术最初只是运用于地质勘探中，但是随着经济的发展，社会中各个行业的需求为物探技术提供了更为广阔的市场空间，物探技术开始面向市场、面向社会，并逐渐出现了一个分支，即工程物探。主要包括场地工程物探、路桥工程物探、管线工程物探、水利工程物探、灾害治理工程物探、以及环境工程物探等。随着计算机技术和电子技术的不断发展，物探技术也逐渐成熟，计算机数据采集技术和变换技术的发展，使物探技术正朝着数字化、智能化和自动化等方向发展。

2. 地质灾害的概念和分类

地质灾害是指由于自然或人为因素而产生的，对人类生命财产安全造成威胁或使生态环境遭到破坏的地质现象。一般有滑坡、泥石流、火山、地震、崩塌、水土流失等。

二、常用的物探技术在滑坡崩塌地质灾害勘探中的运用方法

1．物探手段包括电法勘探、地质雷达、地质勘探、声波探测、电视测井等。电法勘探、地质雷达、地震勘探、声波探测主要是根据不同地层的物理性质的差异性，了解地层的分布状态和地质构造特点等。

2.常用的物探技术除了前面所说的高密度电阻率法和浅层地震法还有GPS物探法。以及下面的瞬变电磁法和瑞雷波法。

瞬变电磁法。瞬变电磁法能够探测到破碎带的位置、性质、以及产状等，并根据覆盖层的厚度准确确定基岩面的形态。同时还能够探测出滑坡堆积体厚度和底层结构，从而确定堆积床的形态和岩性接触关系。瞬变电磁法受地形和接地的影响较小，工作方式灵活多样且成本适中，但是不适宜在电网密集或游散电流区应用。

瑞雷波法。瑞雷波法在勘探滑坡灾害时，能够探测出覆盖层的厚度，从而确定基岩面的形态。同时还能测定滑坡堆积体厚度，并根据其厚度来确定堆积床的形态。瑞雷波法受场地和地形环境条件的限制比较小，但是勘探的深度较浅，一般在三十米到五十米之间。这种方法比较适合用在复杂的地形条件下，分辨率高，特别是能够较为清晰地反映出浅部精细结构，工作效率比较高且成本适中。

三、当前地质灾害防治过程中物探技术的应用

物探技术能够通过自身的优势在地质灾害防治的过程中，及时对地质灾害信息进行收集、反馈，探测人员通过对信息的研究，制定出与之相应的防治措施，将地质灾害带来的损失降到最低。针对当前地质灾害防治过程中使用的物探技术，主要包括以下两个方面：

（一）高密度电阻率法

高密度电法野外数据采集是确定采集参数后，通过主机控制多路电极转换器经由电极系形成供电、测量的数据自动采集系统。数据采集完成后，通过通讯程序将原始数据传入计算机进行数据转换、地形校正、二维反演后输出二维地电断面图即完成整个采集与处理全过程。

高密度电法兼具剖面法和测深的功能，具点距小、数据采集密度大的特点，能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、产状等。从而可以较为准确地推测出地质体空间形态情况、地层岩性、断裂等情况。另外，其操作简单，轻便，因此其在工程地质中必将具有广泛的良好应用前景。高密度电阻率剖面一般采用拟断面等值线图，由于它表征了地电断面每一测点视电阻率的相对变化，因此该图在反映地电结构特征方面具有更为直观和形象的特点。

通过三个小实例进一步说明高密度电法的实用性和可操作性

1、高玉荣在灰岩分布区应用高密度电法了解第四系土洞发育、灰岩岩溶、断裂发育情况以及确定灰岩的分布情况，能取得较好的地质效果。

2、在环境工程中，周贤金总工程师用高密度电法在边坡软弱夹层调查、冻土调查、岩溶探测中有独到的发现。

3官庆华等同志应用高密度电法对徐州地区岩溶地面塌陷进行了勘察，对不同时代的地层分界线进行了划分，并对断层破碎带和岩溶进行了探测，取得了较好的地质效果。

（二）浅层地震法

浅层地震法在使用的过程中，通过人工激发的地震波在岩土层中传播的规律来解决浅层地质问题的方法。针对地质灾害勘察活动，在激发地震波的过程中，一般采用敲击法或落锤法。在当前的地震波激发中，仍以瑞雷面波观察为主，在其质点波传播的过程中，基于自身的特性，会呈现出垂直平面内振动，且质点的振动轨迹也在原有的基础上发生了变化，呈现出逆时针方向转动，且转动轨迹呈现出椭圆形状，在质点运行的过程中，其振幅的变化与地质灾害的深度有着函数联系，其传播速度在很大程度上小于横波的传播速度。据相关数据显示，针对同一波长的瑞雷，在同一深度的水平方向上，物质的物性会在原有的基础上发生变化。而针对不同波长的面波资料，也在很大程度上反映了垂直地面方向地质体的物性变化。

在徐州东环高速公路的建设中，由于路过两山之间，两侧均较陡，左侧为岩石，右侧为碎石土，且形状为圈椅状，地质专家初步断定该处为一老滑坡体，为了对该处进行勘探,仅仅依靠钻探的方法是不够的,而该勘探手段设备笨重,搬运困难。加之勘探费用比较高,致使钻孔数量有限,所取得的地质资料信息量也相对较少,所以靠几孔之见来查明滑坡体的整体形态是很困难的。这样就采用了地震浅层反射法，克服了上述的缺点,该方法具有分层能力强、勘测场地小、不受地层速度倒转限制和所需震源能量小等特点。

实践证明:浅层反射法可在滑坡体勘探中发挥作用。对滑坡体的勘探,了解滑坡体的构造形态,查明滑坡面的空间位置和几何形态尤为重要。本文结合徐州东环高速公路滑坡体勘探的工程实例,阐述地震浅层反射法的应用效果。

塌滑体主要由含壤土碎块石组成,表面结构紧密,下部松散。基岩为灰白色石英砂岩夹灰黑色泥质粉砂岩,岩层与山坡坡向基本一致,为了获得各岩土层纵波速度参数,测得塌滑体组成物的纵波速度为Vp=018km/s～112km/s,基岩纵波速度Vp=315～510km/s。由此可知,适合开展浅层震探反射波法。

为了查明该塌滑体的覆盖层厚度及基岩顶板滑动面的起伏形态,在勘测线布置上采取网格状,即顺坡向布置了三条,测线长度约300～400m:横坡向布置了四条,测线长度约200～300m,采用18磅大锤敲击垫板作震源, 选用固有频率为100Hz高频检波器，测得了滑坡体完整的浅层反射波水平叠加时深曲线剖面图，在物探曲线推测的滑坡体中部及边缘地方进行了钻探和坑探，地勘验证结果表明与物探资料基本吻合,进一步论证了物探成果资料的可靠性。

结论实践表明,采取以物探方法为主进行面积性勘探控制,以地质钻探打孔论证为辅的野外勘探方法,查明塌滑体的分布及形态是可行的,利用较少的勘探经费,获得较好的地质效果。

浅层地震折射波法是浅层地震勘探中的一种重要工程勘察方法，常用来探测覆盖层（或低速层）的厚度、基岩起伏、断层和古滑坡的分布等地质问题。

结语：科学发展解决了许多难题，特别是在地质灾害勘探方面，随着物探技术的发展和广泛应用，我们在监测和预防地质灾害方面取得了较大的成果，在地质灾害防治的过程中，物探技术的应用，能够及时发现和预测地质灾害，减少人员伤亡及经济损失，准确的体现出物探的经济价值。由此就需要相关部门能够加快物探技术的研究，使其性能在原有的基础上进一步提高。

参考文献：

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