综合物探技术在滑坡勘察中的应用

（河北省地质测绘院，河北 廊坊 065000）

诸如滑坡灾害发生的地形、地貌、地质结构和地下水条件等客观因素对滑坡的发展和分布具有特别的影响，并且还受到诸如人类活动等外部因素的限制。因此，地质滑坡灾害的出现是广泛的物理变化的相对缓慢的综合性变化过程。在“三峡工程”的地质灾害处理中，大量的滑坡堆积。使用高密度电气方法识别滑坡具有极大的好处。改文章通过高密度电法对滑坡进行了勘测，并与钻探结果进行了对比。结果表明，高强度电法对滑坡的研究具有重要影响。

1 综合物探方法简介

（1）浅层初至折射波法。折射波用于地震研究是研究浅层地震结构最有效的方法之一，这种方法在国内外都得到了认可。它可以确定基岩的深度、山坡的位置和方向、岩性接触带和裂缝带，特别是基岩中纵波速度的大小和分布，从而了解研究区域的岩性变化。这些数据是不能通过其他物理勘探方法来得到的。因此，它被广泛用于研究大型工程结构的基础，例如桥梁、陆上和水上的结构。折射波地震勘测的首次到达是采用双模式观测系统，其探测范围为5m，主要用于确定地下水位，滑坡体界面，滑坡体含水层界面和第四纪自由浓度。瓷砖或岩石分隔线基于首次到达时间的增加，单层折叠地震波的对比分析主要基于波的均匀性和波形相似性。为了比较两个相邻的弯曲波层，在界面处使用了阻挡波。它具有运动功能和同轴隔层，相同的开关和连接功能用于比较相邻设备。当连接时间超过5毫秒时，曲线移动，折光曲线主要通过截面时间法和t0差曲线法进行说明。在分层解释中，假定它是均匀的两层介质，并且根据截面的交点方法计算有效速度：Ve=△x/△t。

（2）浅层地震反射法。在浅层地震的勘探中，折射法已成为主要的方法，并且已经可以作为一种成熟方法广泛的用于岩土工程勘察中。浅层地震反射主要采用多重覆盖技术，旨在满足水平叠加技术的要求。水平堆叠也称为公共点堆叠或公共焦点堆叠，其设计目的是将在不同拍摄点和不同接收器点获取的同一反射点的地震记录叠加起来，从而可以防止出现多波和不同波长的情况。这显着提高了地震剖面的信噪比和质量，并且还允许提取重要参数（例如速度）。该观测系统是地震反射法中使用最常用的观测系统法。

（3）直流对称四极电测深法。用直流电测四边极的方法是应用地球物理学中的一种较早的措施，并且在解决滑坡界面问题方面仍起着重要的作用。这种方法是使测量电极固定在表面的某个点上，并根据规则，不断增加电源电极的功率，以研究表面上某个点以下的电特性的垂直变化。连续增加电源电极会增加地下电源的电流分布范围，这相当于增加检测深度。因此，通过分析视在电阻率曲线和电感应横截面图，我们可以了解测量点和横截面下的垂直变化。

（4）瞬态瑞雷面波勘探法。瑞雷波在弹性界面附近传播，对储层浅水部分具有较高的分辨率，尤其是对堆集层的分层，在水位以下分层储层并确定基岩界面时。瑞雷瞬态表面波研究使用24个通道进行2m的接收和检测间隔。它补充并验证了前两种弹性波研究方法的综合分析和解释。

（5）高密度电测深法。强密度电声探测法的原理与具有GDS（高精度和高分辨率）功能的对称四极电声法相同。它使用光束AB/2均匀下降的方法。如果最后一个测量值与上一个相同或相同，则认为地下地质体的电特性未更改；如果发生重大变化，则认为基础地质体已发生变化。这次使用的方法主要是细分第四系自由蓄水层、滑波含水层、对比含水层以及尾矿和基岩之间的界面。确定滑坡体飞行器的穿透深度和传播范围。全面的地球物理工程勘测利用了地质体的弹性和电学性质，避免了仅地球物理理论带来的歧义。

（6）联合剖面法。横截面形轮廓法是研究地电隔室中侧向电气变化的一种方法，它对于确定含水层的宽度和检查在直流比例四极电噪声期间检测到的含水层异常更为有效。复合剖面法可以提供丰富的地质信息，具有明显的差异特征。该AB/2分量方法选择15m，30m和60m，这是基于以下事实：滑坡水位特征和对称直流电声的岩溶异常主要出现在三个深度处在30英里土地上。到测量点的距离对应于对称的直流电矩形声音。变形点结合地形，地质层位和临近点进行平滑校正，然后再进行解释。联合剖面法的正交点或低阻力的同步下降带通常被认为是含水层[1]。

2 物探成果

（1）成果解释。截面A1-A1'和A2-A2'的解释结果如图1和2显示，从中可以看到，H1滑动体可以有条件地分为三层。第一层是砾石土壤，电阻为2Ω.m至120Ω.m，厚度为几米至10 m；第二层是层间粘土砾石，其电阻率值为10Ω.m至25Ω.m，层的厚度为几个单位。仪表长达约30m。第三层是基岩，电阻为30Ω.m至60Ω.m。滑动层与泥岩，粘土粉砂岩，粉砂岩和砂岩是软质的，基岩的风化强度不是很明显。A1-A1'部分的吸积层厚度约为5m～28m，A2-A2'部分的吸积层厚度约为9m～35m，重叠沉积物的厚度变化很大。滑坡中高度风化的基岩的厚度约为10m～20m。根据解释的结果，H1地区的滑坡形状是“长舌”，几乎向南北扩散。阻力边缘的最大高度为500m，前缘的较低高度为144m，相对高度差为356m。滑坡的整体起伏在北部高，在南部低，呈逐渐上坡的坡度，中等陡峭而平缓的坡度，滑坡的坡度为5°～38°，呈纵向阶梯状。滑坡体中部较厚，两侧较薄。假定滑坡体的组成主要由瓦砾，粘土和砾石组成。滑移面是覆盖层和高度风化的基岩之间的接触面为砂岩结构[2]。

图1 A1-A2’剖面高密度电法反演成果

图2 A2-A2’剖面高密度电法反演成果

（2）物性参数。由碎石连接的碎石和粘土构成了滑坡物质组成的岩性。基岩岩性以泥岩、粘土粉砂岩、粉质泥岩和夹层砂岩为代表。每种岩石和土壤的物理抵抗力的值是：混合有砾石的粘土，10Ohm·m～25 Ohm·m；阻挡砾石土20Ohm·m～120Ohm·m；中度风化的砂岩100Ω.m到180Ω.m；中度风化的黏土粉砂岩（粉砂岩）30Ω.m～60Ω.m；中度风化泥岩30Ohm·m～50Ohm·m；强风化泥岩、粘土粉砂岩和砂岩夹层20Ohm·m～40OOhm·m；耐候风化砂岩30Ohm·m～80Ohm·m。采集体与基岩之间的物性（电阻值）存在明显差异，这是物探的基本。

3 综合物探的工作方式

（1）应用前提。在官田坝这个项目中，较为简单发生滑坡的岩层主要是砂岩和泥岩。与第四极覆盖层和几个塌陷的砾石不同，这类岩石具有较高的抵抗力。不仅如此，还有很多优点，断层带与基岩之间的电气差异非常明显，这为集成地球物理勘测中的高密度电气勘探应用提供了良好条件。

（2）工作布置。综合地球物理技术的初步设计应根据技术设计进行组织，并结合设施的实际工作条件。在组织工作时要准备的设备通常包括1：2000电路图、指南针、手动定位端子和测量电缆。在物体检测线的安装过程中，通常由于房屋等因素的影响而略有偏差，这不会显着影响研究结果。

（3）工作方法。从项目现场的建设条件和要实现的审核目标，在本项目中选择高密度电气检查更为有效和经济。本项目的高密度电位采集系统采用重庆奔腾数控公司生产的N2系统。该系统的额定电源电压为180V，电源电流必须大于20mA，使用α器件时，点的点数为3m～6m，电极比为1～25，电极180个。系统在现场收集的数据可以自动将误差控制在3%以内。RES2DINV软件和Surfer软件用于处理收集的数据，并且RMS可以控制在10%以内。该系统的具体工作步骤主要包括以下三个步骤：①每天完成测量后，将测量数据通过测量仪器传输到计算机，然后将数据传输到计算机，进行编目和存储；②分析数据曲线以过滤干扰因素。计算由反演引起的变形数据，并生成电阻轮廓图。③分析电阻率等高线图，以得出该区域的地质剖面。由于这些探索性活动的结果不明显，因此最终结果将显示为地形调整后原始数据的结果。

4 结束语

选择复杂的综合地球物理方法进行滑坡研究和应用研究对于发展地球物理技术本身和研究滑坡灾害具有重要意义。根据滑坡带的岩土条件和地球物理特征，利用高密度电流法，瑞雷波法和地震成像法对滑坡进行了综合研究。结论如下。首先，使用介质的电差和弹性、高密度电波、地震波成像和瑞雷波的结合，不仅解决了单一地球物理方法的多分辨率问题，而且提高了滑动面的深度和缩放精度。其次，电流密度高的方法很好地反映了地下的电分布，但不能直接判断滑动面的几何形状。地震成像方法可以更准确地反射地下弹性界面的波，并清晰地反映不良地质现象。瑞雷波导对浅层具有高分辨率，可以不受地层速度的影响，并且可以更准确地检测内部滑坡情况。后一种物理搜索方法具有有限的信息，这将影响对检测到的对象的评估。结果并不是唯一的，尤其是对于大规模滑坡勘测而言，并且随着滑坡深度和宽度的增加，一种方法的检测分辨率会降低。因此，在进行滑坡工程时，有必要结合研究区域的地质特征。在条件和环境方面，尝试选择几种方法的组合进行全面审核，一方面可以提高结果的准确性，另一方面也可以大大提高工作效率。