綜合物探方法在滑坡勘察中的應(yīng)用

摘 要：文章通過在滑坡勘察中運(yùn)用高密度電法、瞬態(tài)面波法兩種方法，查明滑坡體的形態(tài)分布、滑動面的埋深、地層的巖土結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例，指出綜合物探方法在滑坡勘察中的必要性。通過文章的介紹，希望對相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：滑坡；瞬態(tài)面波；高密度電法

前言

滑坡是在公路工程建設(shè)中常見的一種不良地質(zhì)，在滑坡體穩(wěn)定性計(jì)算與滑坡治理方案的設(shè)計(jì)過程中，滑坡體的幾何形態(tài)，地質(zhì)情況是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，因此如何準(zhǔn)確地確定滑坡體的地質(zhì)條件就顯得尤為重要。常規(guī)的勘探技術(shù)（鉆探、坑探）可以確定滑坡的工程地質(zhì)條件，然而，在滑坡體上，傳統(tǒng)的鉆探、坑探等有時(shí)無法操作，物探方法確定滑坡體形態(tài)特征具有突出的優(yōu)越性，它具有連續(xù)、高效、工期短、輕便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著自身的不足，由于所測的結(jié)果是非直接信息，導(dǎo)致在進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋時(shí)結(jié)果不唯一，且隨深度的增加分辨率減小，因此，在對滑坡進(jìn)行地球物理探測時(shí)，應(yīng)同時(shí)采用電法、地震法等多種方法，進(jìn)行相互驗(yàn)證，以得出正確的結(jié)果。因此，在此滑坡勘察中，采用了高密度電法和瞬態(tài)面波法相互結(jié)合的方法，查明了滑坡堆積體與基巖界面、滑坡范圍、滑動帶，查清了滑坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和可能存在的地質(zhì)條件，取得了滿意的效果。

1 地質(zhì)概況

測區(qū)地貌為侵蝕堆積河谷地貌，地形起伏不平，相對高差較大，地層主要為第四系上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土，第三系泥巖。在公路挖方過程中形成邊坡，地層失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動。

2 地球物理勘探方法的選取及工作原理

一般而言，物探方法的選取，除根據(jù)勘察的任務(wù)、目的外，主要取決于測區(qū)的地球物理特征，勘探層的厚度及測區(qū)的地形、地質(zhì)條件。從工程地質(zhì)角度分析，通常滑坡體的滑面巖土體相對較為軟弱，而且含水量較高，因此與滑坡體以下的滑床相比，存在著較大的電性、波速差異，因此，應(yīng)該選擇高密度電阻率法、瞬態(tài)面波法開展綜合物探。

高密度電法是集電測深和電剖面法于一體的陣列勘探方法，既能提供探測地質(zhì)體沿水平方向的電性變化趨勢，也能反映在垂直方向不同深度電性的變化。該方法實(shí)現(xiàn)了野外測量數(shù)據(jù)的快速、自動和智能化采集，數(shù)據(jù)采樣高、信息量大，能夠比較全面地反映測量斷面的電性特征。

面波是指在彈性分界處由于波的干涉而產(chǎn)生，并且沿界面?zhèn)鞑ィ▌蝇F(xiàn)象集中在界面附近的一種彈性波，具有以下幾種主要特性：在均勻介質(zhì)條件下，面波的傳播速度與其震動頻率（基于面波的波長）無關(guān)，面波在均勻介質(zhì)中傳播沒有頻散性。在不均勻介質(zhì)中，面波的傳播速度是頻率的函數(shù)，面波在非均勻介質(zhì)中具有頻散性。在均勻介質(zhì)中無頻散性和在不均勻介質(zhì)中具有頻散特性是面波勘探的物理基礎(chǔ)。在多層介質(zhì)中，面波具有明顯的頻散特性。在同一地段測量出一系列頻散對應(yīng)的Vr值，就可以得到一條Vr-f曲線，及面波的頻散曲線，頻散曲線的變化規(guī)律與地下地質(zhì)條件存在著內(nèi)在聯(lián)系。通過對頻散曲線的分析，即可劃分出地層的分布形態(tài)。

3 測線布置及工作參數(shù)的設(shè)置

根據(jù)山體滑坡的地形、地質(zhì)條件，布設(shè)6條測線。其中沿主滑方向布設(shè)側(cè)線4條，垂直主滑方向布設(shè)測線2條（見圖1）。采用高密度電法，多道瞬態(tài)面波法。其中高密度電法采用溫納裝置進(jìn)行測量，點(diǎn)距5米，40、60道電極；多道瞬態(tài)面波法采用4HZ檢波器，12道檢波器，道間距2米，偏移距5米、10米。

4 資料解釋

4.1 異常特征

圖2，頻散曲線淺部速度較低，隨著深度增大，波速變大，之后，曲線出現(xiàn)一個(gè)明顯“之”字拐點(diǎn)，存在低速帶，分界面即為滑動面，滑動界面在覆蓋層中，埋深8-12m。

圖3，電阻率反演斷面上，電阻率在橫向上連續(xù)性好，整體電阻率變化不大，基本順著坡面，上部表層為褐黃色粉質(zhì)粘土，中部隨著粘土含量的變大呈低阻特征，順層界面明顯，推測為滑動面。

4.2地層結(jié)構(gòu)

電阻率及面波測試反映出場地整體地層物質(zhì)松散，含水量高，體現(xiàn)在電阻率低，面波波速小。通過綜合分析，認(rèn)為地層可以劃分為3層。

第一層：橫波速度Vs=100-220m/s，視電阻率ρs=5-10Ω·m，推測地層為可塑狀粉質(zhì)粘土，此層橫波波速值低，視電阻率值低，含水量較高，土層較軟，推測該層層底界面為滑動面，埋深8-12m。

第2層：橫波波速Vs=260-450m/s，視電阻率ρs=1.5-4.5Ω·m，波速值較高，視電阻率值低，推測地層為硬塑狀粉質(zhì)粘土，此層層厚較厚，推測該層層底界面為巖土分界面，埋深27-35m。

第3層：橫波波速Vs>500m/s，視電阻率ρs=5-20Ω·m，與上層有明顯界面，電阻率值較上層高，推測地層為砂質(zhì)泥巖，成巖性。

通過面波和高密度電法的綜合分析，得出物探綜合解釋剖面圖（見圖4），后進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，效果良好。

圖2 瞬態(tài)面波頻散曲線圖

圖3 高密度電阻率圖

圖4 物探綜合解釋剖面圖

5 結(jié)束語

5.1 滑坡勘察場地一般地形條件較為復(fù)雜，地勢起伏不平，需提前進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，根據(jù)地形、地質(zhì)條件采用適合開展工作的物探方法。

5.2 綜合運(yùn)用多道瞬態(tài)瑞雷面波和高密度電法對解決滑坡體厚度和范圍有很好的互補(bǔ)性，瑞雷面波探測深度較淺，但精度高，對滑動面的反映較為明顯，高密度電法探測深度較前者大，可對整體地層的分層解釋起控制作用，成果直觀，二者互相印證，提高了解釋成果的精度和準(zhǔn)確性。

5.3 物探方法的有效性取決于探測目標(biāo)存在明顯的物性差異，要針對所需解決的地質(zhì)問題采用有效的物探方法，由于物探具有多解性，采用多種方法勘查，可提高資料解釋的準(zhǔn)確性。