高密度电阻率法在黄洼组滑坡勘查中的应用

2017-06-11魏路肖永红

安徽农业科学 2017年21期

魏路肖永红

摘要高密度电阻率法在滑坡勘查中应用较广泛。安徽省全椒县黄洼组滑坡属于典型的牵引式滑坡。通过布置2条不同方向的高密度电阻率法勘探线，查明了滑坡体的形态特征。经过钻探验证，高密度电阻率法推断解释成果与钻探成果一致，取得了较好的勘探效果，为后期的治理施工提供了依据。

关键词高密度电阻率法；滑坡；全椒县；黄洼组

中图分类号P642.22文献标识码A文章编号0517-6611（2017）21-0206-02

Application of High Density Resistivity Method in Exploration of Huangwazu Landslide

WEI Lu，XIAO Yonghong

（Anhui Institute of GeoEnvironment Monitoring，Hefei，Anhui 232001）

AbstractHigh density resistivity method was applied extensively in exploration of landslide. The Huangwazu landslide was a typical landslide in Quanjiao County of Anhui Province. Two exploration lines of high density resistivity were laid from different directions，and found out the characteristics of landslide body. The results of the high density resistivity method were consistent with the results of drilling，the results were good and provided the basis for the construction of the late period of treatment.

Key wordsHigh density resistivity method；Landslide；Quanjiao County；Huangwazu

黃洼滑坡位于安徽省全椒县城北部石沛镇河南村黄洼组，距石沛镇政府约12 km，距全椒县城约24 km，滑坡后缘中心点坐标：118°03′31″ E，32°11′28″ N。滑坡后缘为林地，滑体上部为居民建筑物，前缘为田地，覆盖率约80%。

据调查访问，滑坡初滑于2003年，滑坡后缘土体出现下滑现象，并形成圈椅状地貌，陡坎长50 m，呈S形。为了进一步了解滑坡性质，确定主滑动面的位置和形态，采用高密度电阻率法对人形组滑坡进行勘查。

1滑坡地质概况

1.1工程地质条件

场区内地层为第四纪松散岩类和岩体，又可分为碎屑岩岩组、碳酸岩岩组。第四纪松散岩类主要岩性为坡洪积粉质黏土、碎石土及人工填土，整个坡体均有分布，一般厚度2～4 m，东北厚西南薄；西南部坡体岩石多裸露，出露地层主要为震旦系灯影组灰岩，松散盖层一般较薄，在裸露区，地表可见有溶蚀裂隙、溶洞等，局部岩体破碎。区内东北侧超覆白垩系赤山组红层砂岩。

1.2水文地质

场区主要为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水2种类型。

1.2.1松散岩类孔隙水。

分布于山体坡脚第四系坡洪积层，一般属潜水性质，主要含水层为坡洪积粉质黏土、碎石土及人工填土，揭露厚度3.0～8.0 m。孔隙水分布于斜坡上，地下水补给及径流通畅，地下水迅速向坡下渗流，不利于地下水的赋存，水量贫乏，雨季时节，局部有上层滞水。

1.2.2基岩裂隙水。

分布在勘查区基岩中，主要为基岩风化裂隙水及岩溶裂隙水，含水层岩性为红层砂岩，地下水储存于风化裂隙中，分布不均匀，以潜水为主，局部具承压性质。地下水主要接受大气降雨补给，由于区内地形高差较大，地下水径流较通畅，顺山坡排泄于山脚，水量贫乏。地下水动态较不稳定，雨季和降雨后地下水位上升，水量增大；枯水期地下水位降低，水量减少。地下水补给来源主要是大气降水及侧向渗流，地下水径流与坡向一致。

2工作方法及解釋推断

2.1工作方法

高密度电阻率法是以岩（矿）石的导电性差异为基础的一类电探方法，在施加电场作用下，地层中传导电流的分布规律，从而达到探测地质体的目的[1]。高密度电阻率法由传统电阻率法发展而来，与传统的电阻率法相比，它具有高密度（小电极距，一般1～10 m）、多道（一个排列60～120根电极）、高效（一次布设完所有电极，自动改变电极距，由浅入深自采自存）等优点。施工起来效率高、成本低、解释方便快捷、获得的信息丰富，在小电极距下可以达到较高的探测精度，尤其适合目前滑坡勘察中目标体埋深不大、规模较小等情况。所有这些新特征使之在滑坡勘查中得到越来越广泛的应用。

此次工作采用4 m电极距的温纳（WN）装置进行施工。所谓温纳装置，即等比对称四极装置，其电极排列规律是：A、M、N、B（其中A、B是供电电极，M、N是测量电极），AM=MN=NB为一个电极间距，随着间隔系数n由nmin逐渐增大到nmax，4个电极之间的间距也均匀拉开。该装置适用于固定断面扫描测量，其特点是测量断面为倒梯形，电极排列如图1所示。

2.2地球物理特征

高密度电阻率法主要是利用岩石、土体、地质构造的视电阻率来推断滑坡的形态特征。坡体上覆第四系坡积土，坡体前部超覆白垩系赤山组砂岩[2-4]。主要岩性，黏土砾石的视电阻率20～50 Ω·m；滑坡体下部为全风化残积层，主要岩性为砂岩岩，视电阻率50～400Ω·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（特别是滑坡体部位）。如果存在断裂带，由于水的下渗而使得断裂带与上、下盘围岩通常存在电性差异，同时断裂带内由于富水而导致电阻率降低，电阻率值因岩性不同相差较大，如黏土为 n×10 Ω·m、全强风化岩层为n～ n×10 Ω·m。滑坡体与未滑动部分（即滑坡床、滑坡体两侧及后缘不动体）的地层在电阻率值上存在明显的差异，一般相差 n×10～ n×100 Ω·m，这些为高密度电阻率法在滑坡勘探中提供了较好的地球物理前提[5-7]。

2.3工作布置

根据场地的地形、地质条件及勘察设计图纸，此次共布设了高密度测线2条；其中，物探QJY5基本垂直于滑坡體向，物探QJY6基本沿滑坡体走向布设（图2）。各测线基本与设计勘察线重合。测线布设采用GPS定向，皮尺定点、量距。

2.4解释推断

滑坡的3个主要要素分别是滑坡体、滑坡床和滑动面，一般情况下，滑坡床不会滑动，可以保持其原有的结构而不会变形，其电阻率值相对较高；滑动面是由滑动面附近的土石受到揉皱、辗磨作用形成的，厚数厘米至数米，电阻率值一般相比滑坡床要小很多；滑坡体的电阻率值高低是由其状态决定的，若滑坡体比较破碎，含土质较多，富水性强，会表现出相对低的电阻率值；若是呈大块破碎，且含泥质较少，富水较差，就会表现为高电阻率值。此外，滑坡面一般为一个隔水层，在反演图上表现为电阻率较低。

滑坡前缘大约位于测线40 m处，滑坡体坡脚位置约为测线114 m处，由图3反演图像显示，滑坡体电阻率较低，在测线65 m处滑坡体厚约20 m。测线40～114 m沿坡体有完整条带状低阻带。坡体后缘为山体，电阻率较高，部分区域基岩裸露。

QJY6测线垂直于QJY5线布设，测线位于滑坡体前缘，由图4反演图像显示，表层低阻区厚度5～15 m；测线北段滑坡体较厚，南端较薄。

2.5地质钻探验证

为了验证上述物探成果，在上述测线所在位置布置了若干钻孔，以验证高密度电阻率法的推测成果。钻探结果显示，中风化基岩面埋深0～20 m，起伏较大，与高密度电阻率法取得的成果一致，说明高密度电阻率法在该滑坡勘查中是有效的。

3结论

（1）滑坡體主要为坡积土，电阻率偏低，15～50 Ω·m，厚度2～20 m，滑床下部为中风化砂岩，电阻率一般在50～400 Ω·m，基岩面埋藏深度10～30 m，电阻率一般大于400 Ω·m。

（2）结合勘查区的地质及岩石物性资料，通过高密度电阻率法获得的电性层特征，较好地揭示了滑坡体的形态特征。

（3）钻探成果表明，此次高密度电阻率法推断解释是可靠的，为物探工作在滑坡中应用的有效性提供了最直接有利的证明，并且通过物探工作的开展，减少了一些不必要的钻探工作，节约了勘探时间和成本。

参考文献

[1] 武玉龙.高密度电法在滑坡勘查工程中的应用与分析[J].土工基础，2012，26（5）：102-104.

[2] 张光保.褚家营巨型滑坡的高密度电法勘察及效果分析[J].地球物理学进展，2012，27（6）：2716-2721.

[3] 刘彦华，熊章强，方根显，等.综合物探方法在泰井高速公路滑坡调查中的应用[J].工程地球物理学报，2007，4（4）：295-298.