高密度电阻率法测量在贵溪天禄镇地灾滑坡治理中的应用

张泽元 徐雨平 赵树勇

江西省核工业地质局二六五大队 江西鹰潭 335000

高密度电阻率法作为一种新兴的阵列电探方法，在滑坡调查中也得到越来越多的应用。从工程地质的角度分析， 通常滑坡体的滑面岩土体相对较为软弱， 而且含水率较高， 因此与滑坡体以及下伏的基床相比， 存在着较大的电阻率差异， 这为高密度电阻率法勘探带来有利条件。高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和微机处理，并能有效地进行多种电极排列方式的参数测定，改变了传统电阻率法的工作模式，提高了工作效率，获得较丰富的地电断面信息，使电阻率法的自动化和智能化程度大大向前迈进了一步，从而更适于场地环境调查的需求。

为了发现隐患，消除危害，有效而经济地采取滑坡整治措施，必须对各种山体滑坡进行勘察与研究。在目前滑坡体稳定性计算与滑坡体治理方案的设计过程中， 滑坡体的几何形态、构造情况是整个设计的关键因素， 因此如何准确而又经济地确定滑坡体的这些参数就显得尤为重要。要查清滑坡覆盖层及滑移面，常用的方法是在滑坡区域内按一定间距打钻孔或人工浅井，这种方法所需工程量大、费用高且费时间。利用物探方法确定滑坡体形态特征具有时间快、费用相对较低的优点[1]。近年来，该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、垃圾填埋场选址和渗漏液渗漏探测以及采空区、地裂缝探测等众多环境和工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。

1 DUK-2A高密度电阻率法测量系统工作原理

DUK-2A高密度电阻率法测量系统由DZD-6A多功能直流电法仪和多路电极转换器<Ⅱ>组成，基于常规电阻率的测量方法及电阻率成像（CT）等高新技术来进行高分辨、高效率电法勘探。DUK-2A高密度电阻率法测量系统与常规电阻率法大体相同。它是以岩土体的电性差异为基础的一种电法方法，根据在施加电场作用下地下传导电流的分布规律，推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。

高密度电阻率法的物理前提是地下介质间的导电性差异。和常规电阻率法一样，它通过A、B电极向地下供电流I，然后在M、N极间测量电位差ΔV，从而可求得该点（M、ΔV/I（图1）。根据实测的视电N之间）的视电阻率值ρs=K阻率剖面，进行计算、分析，便可获得地下地层中的电阻率分布情况，从而可以划分地层，判定异常等。

图1

2 地球物理特征

勘查区边坡主要由侏罗系林山群水北组（J1s）石英砂岩及第四系松散碎石土组成，岩石表层风化较强烈，基岩完整程度较差、节理裂隙发育、多组裂隙切割形成不稳定楔形体；上覆残坡积层主要为碎石土，孔隙率较大，透水性好，使得勘查区电性参数存在差异。由于不同岩性其电性参数不同为利用电阻率法进行勘察提供了必要的物性前提。

勘查区主要地层有：第四系主要岩性为砂质粘土夹石块块径一般5-20mm，最大50mm，侏罗系林山群水北组主要岩性为石英砂岩，寒武系八村群外管坑组主要岩性为石英二云母片岩、含石榴石矽线石云母片岩夹变质杂砂岩。其中第四系电阻率约在10-50Ω·m，石英砂岩电阻率约在200-数千Ω·m。

3 高密度电阻率法资料处理及解释

高密度电阻率法野外采集的数据传入计算机后，在计算机中对原始数据进行必要的一些编辑，对个别畸变点进行剔除。用专业软件（GeogigaRImager）进行二维反演，二维反演前必须进行地形改正，本次计算选用Schwarz-Christoffel变换法作地形改正计算。然后使用有限差分法进行反演，根据反演结果所得的数据绘制成所需的视电阻率断面图，以供解释使用。

根据勘探区内的地质情况，以及以往的经验，并结合视电阻率断面图来判定滑坡体的范围、深度。在本区把视电祖率相对最低的低阻异常区视为裂隙及含水富集区的反映、最高的高阻异常区视滑坡体的反映，其对应的范围、深度经校正后即为探测滑坡体的范围、深度。

4 高密度电阻率法测量结果

勘查区高密度电阻率法勘探共布设2条剖面，点距1．5m，每条剖面60根电极。各条测线分析结果如下：

图2 1号剖面电阻率断面图

根据1号剖面断面图（图2）可知：剖面电阻率值在200-3200Ω·m与地质物性特征情况相符合，在剖面浅部有几处高阻区电阻率值均在1800Ω·m以上且呈闭合状，在断面底部有大面积低电阻率区电阻率在1000Ω·m以下。结合地质剖面情况：此处为滑坡主剖面，地层破碎，裂隙发育，剖面上部多见岩石出露地表，地表主要为粘土、砂土含粉粒及粘粒，夹碎块，块径一般5-20mm，最大50mm。

综合地质剖面及物探成果可以推断滑坡体在物探异常显示为高阻，从断面图可知滑坡体可能多次滑坡，从剖面位置33米处左右发生滑坡，滑坡体厚度最深处达可达8米。滑坡体基底地层较破碎，裂隙发育，含水丰富。

图3 2号剖面电阻率断面图

根据2号剖面断面图（图3）可知：剖面电阻率值在10-3800Ω·m与地质物性特征情况相符合，沿测线由左至右电阻率由小至大，在剖面中段部分有一处明显高阻闭合区，剖面由浅至深上部电阻率较大下部电阻率较小。结合地质情况：测线由左至右覆土由厚变浅，且在测线中段地表见基岩出露，岩石破碎，且裂隙发育含水丰富[2]。

综合地质剖面及物探成果可以推断滑坡体在物探异常显示为高阻，从断面图可知滑坡体在剖面位置33米-51米处，滑坡体厚度最深处达可达8米。滑坡体基底地层较破碎，裂隙发育，含水丰富。

5 结语

高密度电阻率法对滑坡体范围和特征进行圈定和解释，较好地完成了本次探测任务。经过实际应用，确定高密度电阻率法在滑坡地质灾害治理的应用范围和局限，可以有针对性地将其用于水文、工程、环境的地质勘探及高分辨率电阻率法工程地质勘探，特别是在激电模式下行之有效的地下水资源勘探；煤矿采空区、人防工程及喀斯特地区的溶洞等勘探；厂房地基、高速公路、桥梁、铁路、山体滑坡等地质灾害勘探；金属与非金属矿产资源勘探及地热勘探，应用前景广阔。