高密度電法在濟南某地區滑坡勘察中的應用

馮寧　陳永昊　劉曉飛　常樂

摘 要：論文中簡要的介紹了探測滑坡的意義、高密度電阻率法的應用前提、優勢，結合實例，獲得了工作區的二維高密度電阻率反演斷面圖，通過對視電阻率二維成像圖異常形態，電性特征的分析，推斷出覆蓋層厚度、基覆界線，從而查明了滑坡體厚度及滑動面起伏形態、滑坡體的工程地質特點，為滑坡進行有效的治理提供了重要依據。

關鍵詞：滑坡 高密度電阻率法 地質災害調查

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0088-02

滑坡是指裸露地表的土層、松散堆積物、風化巖石等在重力作用下，沿著斜坡內的一個或多個軟弱面產生整體向下滑移的現象。滑坡造成的地質災害直接或間接危害人類的安全和生態環境平衡并給社會和經濟建設造成損失。高密度電阻率法是一種快速、經濟的評價方法，尤其是在解決變型地質災害問題時具有明顯的優越性；可以實現高效、快速、準確地評價，及時指出隱患部位，有針對、有目標的迅速采取措施，減小經濟損失，避免不必要的人員傷亡[1]。

1 工作區地球物理特征

工作區位于濟南市東南部，地處大山深處，具備泥石流發育的典型地形地貌，且匯流區域內存在大量第四系松散堆積物，山高溝深，地形陡峭，山坡坡度一般在12～37 °之間，匯流面積大，出口狹窄，屬典型漏斗狀地形。在歷史上曾發生過滑坡地質災害。

工作區存在一大型匯流區，區內共發育沖溝18條，其中主溝3條，支溝15條，強降水條件下形成的地表水徑流沿支溝匯入主溝后向村南小水庫匯集，在此處向下游排泄。泥石流流通區、堆積區界線不明顯，主要沿山間溝谷流通、堆積。

巖土體電阻率隨巖性、風化程度及巖石破碎程度的不同，存在一定差異。由小極距電測深統計，工作區第四系較松散，視電阻率范圍在30～100 ohmm，主要巖性為殘坡積、沖洪積砂質粘土、粘質砂土夾碎石、礫石等；巖石隨著風化程度的不同，視電阻率亦不同，巖石風化程度越高，視電阻率越低；巖石節理裂隙發育程度越高，巖石越破碎，含水量隨之增加，視電阻率亦隨之降低；泥石流堆積物視電阻率一般低于基巖風化層，視電阻率范圍在100～260 ohmm；風化層視電阻率范圍在200～500 ohmm；基巖主要為斜長角閃巖、綠泥透閃片巖、黑云斜長變粒巖以及堅硬的石英閃長巖，較完整的巖石視電阻率較高，其視電阻率常見值范圍2×102—n×103 ohmm，大部分較完整巖石的視電阻率在幾千歐姆米。第四系、泥石流、風化層和基巖的電阻率值呈遞增情況，具有明顯電性差異，為本次工程物探勘察提供了較好的地球物理前提。

2 高密度電阻率法工作方法技術

高密度電阻率法是基于垂向直流電阻率測深與直流電阻率剖面測量兩種方法相結合的基本原理，通過高密度電法測量系統中的軟硬件，控制在同一條多芯電纜上布置連結的多個電極，使其自動組成多個垂向測深點或多個不同探測深度的探測剖面，根據控制系統中選擇的探測裝置類型，對電極進行相應的排列組合，按照測深點位置的排列順序或探測剖面的深度順序，逐點或逐層探測，實現了自動布點、自動跑極、自動供電、自動觀測、自動記錄、自動計算、自動存儲。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，可自動生成各測深點及各剖面層的曲線或整體剖面圖像。

為提高實際工作效果，正式生產前，在地質特征較為清晰，覆蓋層厚度基本得到控制的地段進行方法有效性試驗；嘗試了溫納剖面裝置，施倫貝謝爾測深裝置，偶極剖面裝置，微分剖面裝置等多種排列裝置，經對測量結果的分析比較，以上各種裝置（排列）對地層都有反映，但溫納排列裝置所獲得的地電斷面對地下結構的反映更為精細、清晰。因此本次工作采用溫納剖面裝置，點距3 m。

工作儀器為重慶地質儀器廠生產的DUK-2A型高密度電法測量系統及RTomo高密度電阻率成像與圖視系統。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，加入地形數據，經過地形改正，數據反演，并進行數據網格化、等值線劃分、充填色彩后，生成電阻率剖面圖像，結合地質資料，定性分析判斷地下巖土體的分布、風化特征及構造情況。

3 資料處理及地質解譯

3.1 推斷解釋原則

主要依據電阻率圖像在橫向和縱向的變化，橫向上，第四系和泥石流電阻率小于風化層，風化層的電阻率小于較完整的巖石，縱向上，地層從上向下，風化一般越來越弱，電阻率越來越高這是劃分風化層、泥石流等在橫向和縱向分界線的依據。

3.2 物探資料的推斷解釋

根據勘探的目的和需要，以及現場場踏勘情況，布置了高密度視電阻率剖面2條，分別為GD1線、GD2線，方位NW37°。

GD1剖面：該剖面地形起伏較大，由圖1可見，整體視電阻率變化范圍在50～6000 ohmm，異常區電阻率在500 ohmm以內。剖面70～180 m之間風化層很薄，下部視電阻率值大都在600 ohmm以上，為基巖反應，巖石相對較完整；異常主要分布在220～440 m之間，該區間220～390 m之間圖像的淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，為第四系地層和泥石流堆積體的反應；390～440 m之間圖像的上部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應。在220～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度5.8～10.5 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

GD2剖面線：該剖面地形起伏較大，由圖2可見，視電阻率變化范圍為45～6500 ohmm。異常主要位于在120～440 m，視電阻率值在500 ohmm以內。120～390 m，淺部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應，下部視電阻率值大都高于600 ohmm，反應段下部巖石相對完整；390～440 m的地層淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，是該處第四系地層和泥石流堆積體的反應。在270～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度為10～16.8 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

從工作區的GD1線、GD2線高密度電法反演圖像可見，區內無明顯的斷層異常特征出現，推斷工作區無斷裂構造存在。

4 結語

通過高密度電阻率法測量，得出如下結論：通過高密度電阻率法勘察，劃分了松散層厚度，該區域松散層厚度變化較大，變化范圍5.8～16.8 m；發現潛在滑坡體發現一處，所處位置坡面陡立，坡體為第四系松散堆積物，以碎石土為主，下伏為花崗片麻巖，存在天然滑動面。在強降雨條件下易發生滑動。

此次采用高密度電法進行滑坡勘察取得了較好的效果，查明了滑坡體的規模、空間形態特征，滑動面的埋深等問題，具有較高的實用性和準確性[2]，為地質災害調查工作的開展提供了一定依據。但為了取得更好的勘察效果，應結合其他勘察手段，如鉆井，從而更進一步提高滑坡勘察的準確性。

參考文獻

[1] 張勇，藍紅珠.高密度電法在滑坡勘察中的應用[J].科技廣場，2010（9）.

[2] 武斌，曹蜀湘，張淳，等.高密度電阻率法在四川青川張家溝滑坡勘查中的應用[J].地質學報，2008（10）.

[3] 雷宛，肖宏躍，鄧一謙.工程與環境物探[M].地質出版社，2006.

[4] 郭建強.地質災害勘查地球物理技術手冊[M].北京地質質出版社，2003.

[5] 廖全濤，王建軍，李成香，等.高密度電法在滑坡調查中的應用[J].資源環境與工程，2006，20（4）：430-431，435.endprint

摘 要：論文中簡要的介紹了探測滑坡的意義、高密度電阻率法的應用前提、優勢，結合實例，獲得了工作區的二維高密度電阻率反演斷面圖，通過對視電阻率二維成像圖異常形態，電性特征的分析，推斷出覆蓋層厚度、基覆界線，從而查明了滑坡體厚度及滑動面起伏形態、滑坡體的工程地質特點，為滑坡進行有效的治理提供了重要依據。

關鍵詞：滑坡 高密度電阻率法 地質災害調查

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0088-02

滑坡是指裸露地表的土層、松散堆積物、風化巖石等在重力作用下，沿著斜坡內的一個或多個軟弱面產生整體向下滑移的現象。滑坡造成的地質災害直接或間接危害人類的安全和生態環境平衡并給社會和經濟建設造成損失。高密度電阻率法是一種快速、經濟的評價方法，尤其是在解決變型地質災害問題時具有明顯的優越性；可以實現高效、快速、準確地評價，及時指出隱患部位，有針對、有目標的迅速采取措施，減小經濟損失，避免不必要的人員傷亡[1]。

1 工作區地球物理特征

工作區位于濟南市東南部，地處大山深處，具備泥石流發育的典型地形地貌，且匯流區域內存在大量第四系松散堆積物，山高溝深，地形陡峭，山坡坡度一般在12～37 °之間，匯流面積大，出口狹窄，屬典型漏斗狀地形。在歷史上曾發生過滑坡地質災害。

工作區存在一大型匯流區，區內共發育沖溝18條，其中主溝3條，支溝15條，強降水條件下形成的地表水徑流沿支溝匯入主溝后向村南小水庫匯集，在此處向下游排泄。泥石流流通區、堆積區界線不明顯，主要沿山間溝谷流通、堆積。

巖土體電阻率隨巖性、風化程度及巖石破碎程度的不同，存在一定差異。由小極距電測深統計，工作區第四系較松散，視電阻率范圍在30～100 ohmm，主要巖性為殘坡積、沖洪積砂質粘土、粘質砂土夾碎石、礫石等；巖石隨著風化程度的不同，視電阻率亦不同，巖石風化程度越高，視電阻率越低；巖石節理裂隙發育程度越高，巖石越破碎，含水量隨之增加，視電阻率亦隨之降低；泥石流堆積物視電阻率一般低于基巖風化層，視電阻率范圍在100～260 ohmm；風化層視電阻率范圍在200～500 ohmm；基巖主要為斜長角閃巖、綠泥透閃片巖、黑云斜長變粒巖以及堅硬的石英閃長巖，較完整的巖石視電阻率較高，其視電阻率常見值范圍2×102—n×103 ohmm，大部分較完整巖石的視電阻率在幾千歐姆米。第四系、泥石流、風化層和基巖的電阻率值呈遞增情況，具有明顯電性差異，為本次工程物探勘察提供了較好的地球物理前提。

2 高密度電阻率法工作方法技術

高密度電阻率法是基于垂向直流電阻率測深與直流電阻率剖面測量兩種方法相結合的基本原理，通過高密度電法測量系統中的軟硬件，控制在同一條多芯電纜上布置連結的多個電極，使其自動組成多個垂向測深點或多個不同探測深度的探測剖面，根據控制系統中選擇的探測裝置類型，對電極進行相應的排列組合，按照測深點位置的排列順序或探測剖面的深度順序，逐點或逐層探測，實現了自動布點、自動跑極、自動供電、自動觀測、自動記錄、自動計算、自動存儲。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，可自動生成各測深點及各剖面層的曲線或整體剖面圖像。

為提高實際工作效果，正式生產前，在地質特征較為清晰，覆蓋層厚度基本得到控制的地段進行方法有效性試驗；嘗試了溫納剖面裝置，施倫貝謝爾測深裝置，偶極剖面裝置，微分剖面裝置等多種排列裝置，經對測量結果的分析比較，以上各種裝置（排列）對地層都有反映，但溫納排列裝置所獲得的地電斷面對地下結構的反映更為精細、清晰。因此本次工作采用溫納剖面裝置，點距3 m。

工作儀器為重慶地質儀器廠生產的DUK-2A型高密度電法測量系統及RTomo高密度電阻率成像與圖視系統。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，加入地形數據，經過地形改正，數據反演，并進行數據網格化、等值線劃分、充填色彩后，生成電阻率剖面圖像，結合地質資料，定性分析判斷地下巖土體的分布、風化特征及構造情況。

3 資料處理及地質解譯

3.1 推斷解釋原則

主要依據電阻率圖像在橫向和縱向的變化，橫向上，第四系和泥石流電阻率小于風化層，風化層的電阻率小于較完整的巖石，縱向上，地層從上向下，風化一般越來越弱，電阻率越來越高這是劃分風化層、泥石流等在橫向和縱向分界線的依據。

3.2 物探資料的推斷解釋

根據勘探的目的和需要，以及現場場踏勘情況，布置了高密度視電阻率剖面2條，分別為GD1線、GD2線，方位NW37°。

GD1剖面：該剖面地形起伏較大，由圖1可見，整體視電阻率變化范圍在50～6000 ohmm，異常區電阻率在500 ohmm以內。剖面70～180 m之間風化層很薄，下部視電阻率值大都在600 ohmm以上，為基巖反應，巖石相對較完整；異常主要分布在220～440 m之間，該區間220～390 m之間圖像的淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，為第四系地層和泥石流堆積體的反應；390～440 m之間圖像的上部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應。在220～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度5.8～10.5 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

GD2剖面線：該剖面地形起伏較大，由圖2可見，視電阻率變化范圍為45～6500 ohmm。異常主要位于在120～440 m，視電阻率值在500 ohmm以內。120～390 m，淺部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應，下部視電阻率值大都高于600 ohmm，反應段下部巖石相對完整；390～440 m的地層淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，是該處第四系地層和泥石流堆積體的反應。在270～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度為10～16.8 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

從工作區的GD1線、GD2線高密度電法反演圖像可見，區內無明顯的斷層異常特征出現，推斷工作區無斷裂構造存在。

4 結語

通過高密度電阻率法測量，得出如下結論：通過高密度電阻率法勘察，劃分了松散層厚度，該區域松散層厚度變化較大，變化范圍5.8～16.8 m；發現潛在滑坡體發現一處，所處位置坡面陡立，坡體為第四系松散堆積物，以碎石土為主，下伏為花崗片麻巖，存在天然滑動面。在強降雨條件下易發生滑動。

此次采用高密度電法進行滑坡勘察取得了較好的效果，查明了滑坡體的規模、空間形態特征，滑動面的埋深等問題，具有較高的實用性和準確性[2]，為地質災害調查工作的開展提供了一定依據。但為了取得更好的勘察效果，應結合其他勘察手段，如鉆井，從而更進一步提高滑坡勘察的準確性。

參考文獻

[1] 張勇，藍紅珠.高密度電法在滑坡勘察中的應用[J].科技廣場，2010（9）.

[2] 武斌，曹蜀湘，張淳，等.高密度電阻率法在四川青川張家溝滑坡勘查中的應用[J].地質學報，2008（10）.

[3] 雷宛，肖宏躍，鄧一謙.工程與環境物探[M].地質出版社，2006.

[4] 郭建強.地質災害勘查地球物理技術手冊[M].北京地質質出版社，2003.

[5] 廖全濤，王建軍，李成香，等.高密度電法在滑坡調查中的應用[J].資源環境與工程，2006，20（4）：430-431，435.endprint

摘 要：論文中簡要的介紹了探測滑坡的意義、高密度電阻率法的應用前提、優勢，結合實例，獲得了工作區的二維高密度電阻率反演斷面圖，通過對視電阻率二維成像圖異常形態，電性特征的分析，推斷出覆蓋層厚度、基覆界線，從而查明了滑坡體厚度及滑動面起伏形態、滑坡體的工程地質特點，為滑坡進行有效的治理提供了重要依據。

關鍵詞：滑坡 高密度電阻率法 地質災害調查

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0088-02

滑坡是指裸露地表的土層、松散堆積物、風化巖石等在重力作用下，沿著斜坡內的一個或多個軟弱面產生整體向下滑移的現象。滑坡造成的地質災害直接或間接危害人類的安全和生態環境平衡并給社會和經濟建設造成損失。高密度電阻率法是一種快速、經濟的評價方法，尤其是在解決變型地質災害問題時具有明顯的優越性；可以實現高效、快速、準確地評價，及時指出隱患部位，有針對、有目標的迅速采取措施，減小經濟損失，避免不必要的人員傷亡[1]。

1 工作區地球物理特征

工作區位于濟南市東南部，地處大山深處，具備泥石流發育的典型地形地貌，且匯流區域內存在大量第四系松散堆積物，山高溝深，地形陡峭，山坡坡度一般在12～37 °之間，匯流面積大，出口狹窄，屬典型漏斗狀地形。在歷史上曾發生過滑坡地質災害。

工作區存在一大型匯流區，區內共發育沖溝18條，其中主溝3條，支溝15條，強降水條件下形成的地表水徑流沿支溝匯入主溝后向村南小水庫匯集，在此處向下游排泄。泥石流流通區、堆積區界線不明顯，主要沿山間溝谷流通、堆積。

巖土體電阻率隨巖性、風化程度及巖石破碎程度的不同，存在一定差異。由小極距電測深統計，工作區第四系較松散，視電阻率范圍在30～100 ohmm，主要巖性為殘坡積、沖洪積砂質粘土、粘質砂土夾碎石、礫石等；巖石隨著風化程度的不同，視電阻率亦不同，巖石風化程度越高，視電阻率越低；巖石節理裂隙發育程度越高，巖石越破碎，含水量隨之增加，視電阻率亦隨之降低；泥石流堆積物視電阻率一般低于基巖風化層，視電阻率范圍在100～260 ohmm；風化層視電阻率范圍在200～500 ohmm；基巖主要為斜長角閃巖、綠泥透閃片巖、黑云斜長變粒巖以及堅硬的石英閃長巖，較完整的巖石視電阻率較高，其視電阻率常見值范圍2×102—n×103 ohmm，大部分較完整巖石的視電阻率在幾千歐姆米。第四系、泥石流、風化層和基巖的電阻率值呈遞增情況，具有明顯電性差異，為本次工程物探勘察提供了較好的地球物理前提。

2 高密度電阻率法工作方法技術

高密度電阻率法是基于垂向直流電阻率測深與直流電阻率剖面測量兩種方法相結合的基本原理，通過高密度電法測量系統中的軟硬件，控制在同一條多芯電纜上布置連結的多個電極，使其自動組成多個垂向測深點或多個不同探測深度的探測剖面，根據控制系統中選擇的探測裝置類型，對電極進行相應的排列組合，按照測深點位置的排列順序或探測剖面的深度順序，逐點或逐層探測，實現了自動布點、自動跑極、自動供電、自動觀測、自動記錄、自動計算、自動存儲。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，可自動生成各測深點及各剖面層的曲線或整體剖面圖像。

為提高實際工作效果，正式生產前，在地質特征較為清晰，覆蓋層厚度基本得到控制的地段進行方法有效性試驗；嘗試了溫納剖面裝置，施倫貝謝爾測深裝置，偶極剖面裝置，微分剖面裝置等多種排列裝置，經對測量結果的分析比較，以上各種裝置（排列）對地層都有反映，但溫納排列裝置所獲得的地電斷面對地下結構的反映更為精細、清晰。因此本次工作采用溫納剖面裝置，點距3 m。

工作儀器為重慶地質儀器廠生產的DUK-2A型高密度電法測量系統及RTomo高密度電阻率成像與圖視系統。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，加入地形數據，經過地形改正，數據反演，并進行數據網格化、等值線劃分、充填色彩后，生成電阻率剖面圖像，結合地質資料，定性分析判斷地下巖土體的分布、風化特征及構造情況。

3 資料處理及地質解譯

3.1 推斷解釋原則

主要依據電阻率圖像在橫向和縱向的變化，橫向上，第四系和泥石流電阻率小于風化層，風化層的電阻率小于較完整的巖石，縱向上，地層從上向下，風化一般越來越弱，電阻率越來越高這是劃分風化層、泥石流等在橫向和縱向分界線的依據。

3.2 物探資料的推斷解釋

根據勘探的目的和需要，以及現場場踏勘情況，布置了高密度視電阻率剖面2條，分別為GD1線、GD2線，方位NW37°。

GD1剖面：該剖面地形起伏較大，由圖1可見，整體視電阻率變化范圍在50～6000 ohmm，異常區電阻率在500 ohmm以內。剖面70～180 m之間風化層很薄，下部視電阻率值大都在600 ohmm以上，為基巖反應，巖石相對較完整；異常主要分布在220～440 m之間，該區間220～390 m之間圖像的淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，為第四系地層和泥石流堆積體的反應；390～440 m之間圖像的上部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應。在220～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度5.8～10.5 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

GD2剖面線：該剖面地形起伏較大，由圖2可見，視電阻率變化范圍為45～6500 ohmm。異常主要位于在120～440 m，視電阻率值在500 ohmm以內。120～390 m，淺部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應，下部視電阻率值大都高于600 ohmm，反應段下部巖石相對完整；390～440 m的地層淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，是該處第四系地層和泥石流堆積體的反應。在270～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度為10～16.8 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

從工作區的GD1線、GD2線高密度電法反演圖像可見，區內無明顯的斷層異常特征出現，推斷工作區無斷裂構造存在。

4 結語

通過高密度電阻率法測量，得出如下結論：通過高密度電阻率法勘察，劃分了松散層厚度，該區域松散層厚度變化較大，變化范圍5.8～16.8 m；發現潛在滑坡體發現一處，所處位置坡面陡立，坡體為第四系松散堆積物，以碎石土為主，下伏為花崗片麻巖，存在天然滑動面。在強降雨條件下易發生滑動。

此次采用高密度電法進行滑坡勘察取得了較好的效果，查明了滑坡體的規模、空間形態特征，滑動面的埋深等問題，具有較高的實用性和準確性[2]，為地質災害調查工作的開展提供了一定依據。但為了取得更好的勘察效果，應結合其他勘察手段，如鉆井，從而更進一步提高滑坡勘察的準確性。

參考文獻

[1] 張勇，藍紅珠.高密度電法在滑坡勘察中的應用[J].科技廣場，2010（9）.

[2] 武斌，曹蜀湘，張淳，等.高密度電阻率法在四川青川張家溝滑坡勘查中的應用[J].地質學報，2008（10）.

[3] 雷宛，肖宏躍，鄧一謙.工程與環境物探[M].地質出版社，2006.

[4] 郭建強.地質災害勘查地球物理技術手冊[M].北京地質質出版社，2003.

[5] 廖全濤，王建軍，李成香，等.高密度電法在滑坡調查中的應用[J].資源環境與工程，2006，20（4）：430-431，435.endprint