高密度电阻率法在滑坡勘察中的应用

2015-12-19李福庆薛宝林付金强

西部探矿工程 2015年5期

关键词：块石测线滑坡体

代涛，李福庆，薛宝林，付金强，张丽

（华北地质勘查局五一九大队，河北保定071051）

·岩土工程·

高密度电阻率法在滑坡勘察中的应用

代涛*，李福庆，薛宝林，付金强，张丽

（华北地质勘查局五一九大队，河北保定071051）

查明滑坡的工程地质特征，才能进行有效地治理。工作中采用高密度电阻率法对北京撞道口村滑坡进行探测，结果显示滑坡体与滑床间存在明显的电性差异。通过电阻率异常形态、高低阻等特征的分析,推断出覆盖层厚度、滑动面位置及基岩埋深,为滑坡治理提供了地球物理依据。

高密度电阻率法；滑坡体；滑动面

1 概述

滑坡危害巨大，常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失。为了消除滑坡隐患，须对滑坡体进行勘察，以查明滑坡体形态、规模、覆盖层厚度、滑动面位置等特征，从而为滑坡的有效治理提供依据。

高密度电阻率法测量是将电阻率剖面和电阻率测深结合在一起的勘探方法，其原理主要是通过人工供电，在地下建立一个稳定电流场，通过测量目标体与周围介质间的导电性差异而形成异常电场，并结合测区内地质和电性参数，从而解决实际工程地质问题。该方法具有布极一次完成、采集信息量丰富、物理解释直观、探测能力强、观测精度高等特点，近年来在滑坡勘察中也得到越来越多的应用。本文中主要采用高密度电阻率法对北京撞道口村滑坡进行探测，取得了较好的勘察效果，为后期的工程设计及治理方案提供了地球物理依据。

2 测区地形、地质及地球物理特征

测区内地形较陡，整体呈西南高北东低，地面高程海拔标高240～487m，为一起伏较大的阶梯状斜坡，自然坡度角区约为55°～75°，部分岩质边坡近乎直立，沟床纵坡15°。治理区沟谷发育，走向南北，多呈“V”型及“U”型，谷宽20～60m，沟谷内第四系残坡积物较厚。

测区地质构造较复杂，断裂及基岩节理裂隙均较发育。区内地层主要有第四纪沉积层（包括全新统残坡积物、洪积物）和侏罗系上统髫髻组地层。岩石组合较为复杂，以中性安山质、粗安质岩石为主；侵入岩岩性为石英二长岩、花岗斑岩。滑坡体所在的斜坡，除部分地段被第四系覆盖，其余多为基岩裸露区，且坡面陡峭，结构复杂，岩石成分兼有安山质、粗安质岩石、火山碎屑岩、石英二长岩、花岗斑岩。

根据现场踏勘调查，通过对沟谷内裸露基岩断面的观察和人类工程开挖沟槽等显示的情况，滑坡体主要以人工堆积层、第四纪沉积层和基岩地层。第四纪沉积层电阻率一般为90～220Ω·m；人工堆积物中的块石、碎石土电阻率一般为150～640Ω·m,体积较大块石、块石及碎石电阻率一般为300～1500Ω·m；块石、碎石土层分布不均匀，有的以块石为主，电阻率一般为600～1200Ω·m，大者可达几千欧姆·米；有的以碎石土为主，电阻率一般为100～300Ω·m。滑坡体一般来说比较松散，地表水容易下渗，导致电阻率降低，特别是在滑坡体部位；滑坡体与未滑动部分的地层在电阻率值上存在明显的差异，一般相差几十至几百欧姆·米。

3 数据采集与处理

为探测滑坡体形态、覆盖层厚度、滑动面位置等情况，野外布置1条北东向测线，长度120m，贯穿整个滑坡体（图1）。

仪器使用重庆地质仪器厂生产的WDJD-3多功能数字直流激电仪60道高密度电阻率法测量系统（图2）。考虑到滑坡体地表条件复杂，故野外数据采集采用a排列（温纳装置）；因受地形因素的限制，断面测线布置60根电极，电极距2m，记录层数16层。

野外工作结束后，室内处理通过对原始数据进行格式转换后，采用瑞典高密度软件——3.54版本对数据进行踢出坏点、地形校正、最小二乘反演等过程，最后得到视电阻率成像色谱图（图2）。输出的反演结果采用surfer软件进行网格化成图。最后依据高密度反演断面中电阻率数值的相对大小、等值线的形状、变化趋势、延伸方向，对地下的地质结构、构造进行推断。

图1 测线布置示意图

图2 高密度电法工作流程图

4 资料解释与分析

测线整体地形起伏较大，局部较陡。测线剖面经过的地层岩性有髫髻山组、第四系沉积层。从整体看，剖面横向视电阻率呈现高、低阻不均匀分布，纵向局部呈低视电阻率区域，分析认为，滑坡体局部土石比例差异较大，使得剖面整体含水分布不均匀，导致视电阻率剖面呈层状效果不佳。其中在剖面40～60m之间，电阻率分层性较好，剖面表层呈现相对高阻，深度5m左右有一条中低阻带存在，推测为滑坡体与原地层的接触面，如图3中虚线所示。由于相对电阻率较低，说明接触面含水，容易形成滑动。