瞬態(tài)面波法在滑坡勘查中的應(yīng)用及實(shí)例分析

■李高照 魯勇波

（四川中成煤田物探工程院有限公司 四川成都610000）

瞬態(tài)面波法在滑坡勘查中的應(yīng)用及實(shí)例分析

■李高照 魯勇波

（四川中成煤田物探工程院有限公司 四川成都610000）

瞬態(tài)面波法在滑坡勘查中的主要作用是劃分巖土分層情況，從而為滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析等提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)瞬態(tài)面波法的原理、實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析，認(rèn)為利用瞬態(tài)面波法在滑坡勘查中確定滑坡滑動(dòng)面是可行且可靠的。

瞬態(tài)面波滑坡勘查

1　前言

滑坡是在一定地質(zhì)地形條件下，斜坡部分巖土在自重作用下，受自然因素或人為因素影響失去穩(wěn)定，沿著內(nèi)部某一軟弱面（或帶）產(chǎn)生滑動(dòng)變形的現(xiàn)象，是山區(qū)丘陵地區(qū)常見(jiàn)的危害很大的不良自然地質(zhì)現(xiàn)象。

如何準(zhǔn)確高效的對(duì)滑坡進(jìn)行巖土地質(zhì)勘察，通過(guò)滑坡勘察準(zhǔn)確確定滑坡特征，特別是確定滑坡體的巖土分層滑動(dòng)面軟弱帶，是滑坡綜合治理的難題和治理成功的保證。瞬態(tài)瑞雷面探技術(shù)是近幾年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，在滑坡體工程勘察中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文介紹瞬態(tài)面波勘察的原理及技術(shù)方法并通過(guò)工程勘察實(shí)例說(shuō)明瞬態(tài)面波法應(yīng)用于滑坡體勘察的可行性與有效性[1]。

2　瞬態(tài)面波法基本原理

2.1基本原理

面波勘探是根據(jù)瑞雷波傳播的頻散特性，利用人工震源激發(fā)產(chǎn)生多種頻率成分的瑞雷波，分析波速隨頻率的變化關(guān)系，最終確定地表巖土的瑞雷波速度隨場(chǎng)點(diǎn)坐標(biāo)(x，z)的變化關(guān)系，以解決淺層工程地質(zhì)和地基巖土的地震工程等問(wèn)題[2]。

面波沿地面?zhèn)鞑ィ韺雍穸燃s為一個(gè)波長(zhǎng)，同一波長(zhǎng)的瑞雷波傳播特性反映了地質(zhì)條件在水平方向的變化，而不同波長(zhǎng)的瑞雷波傳播特性則反映了不同深度的地質(zhì)變化情況。在地面上沿波的傳播方向，以一定的道間距△X設(shè)置N+1個(gè)檢波器，就可以檢測(cè)到瑞雷波在N△X長(zhǎng)度范圍內(nèi)的波場(chǎng)。設(shè)瑞雷波的頻率為fi，相鄰檢波器記錄的瑞雷波時(shí)間差為△t或相位差為△φ，則相鄰道△X長(zhǎng)度內(nèi)瑞雷波的傳播速度為[3]：

圖1　面波勘探激振方式Fig.1 Excitation mechanism of surface wave surveying

2.2處理過(guò)程

瞬態(tài)面波法主要處理過(guò)程如圖2所示。

3　瞬態(tài)面波法應(yīng)用實(shí)例

滑坡位于四川省阿壩州理縣通化鄉(xiāng)馬崩組，該滑坡屬大型土質(zhì)滑坡，本次面波勘察工作范圍為其中一處次級(jí)滑坡，表層以碎塊石土為主。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，本次面波工作數(shù)據(jù)采集使用美國(guó)產(chǎn)RAS-24型淺層地震儀，人工錘擊震源，4.5HZ低頻檢波器。儀器工作參數(shù)為采樣率0.5ms，濾波檔采用全通。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成果，面波勘探選用2m道間距，2m炮間距，4m偏移距，采用24道接收，3次疊加，雙邊激振觀測(cè)系統(tǒng)，沿滑坡主滑方向布置一條測(cè)線，資料解釋

CCSWSwin地震面波處理軟件。

本次面波勘探共沿主測(cè)線采集14道數(shù)據(jù)，每道數(shù)據(jù)間隔2m。經(jīng)處理后輸出速度影像剖面結(jié)果如圖3所示。

由圖3可推測(cè)出兩個(gè)速度界面，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查滑坡后緣裂縫及前緣剪出口特征，即可根據(jù)推測(cè)界面確定滑坡計(jì)算模型，從而對(duì)其穩(wěn)定性及推力進(jìn)行計(jì)算和分析。

4　結(jié)論和分析

（1）通過(guò)實(shí)際應(yīng)用和分析，認(rèn)為將瞬態(tài)面波法應(yīng)用與滑坡勘察中，確定速度界面從而推測(cè)滑動(dòng)面是可行且可靠的。

（2）瞬態(tài)面波法在確定巖土分界面的各種方法中有較高的效率，并且成本較低，這是其優(yōu)勢(shì)性所在。

（3）瞬態(tài)面波法在解釋過(guò)程必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料及相關(guān)地質(zhì)資料，才能得出更為可靠的結(jié)果。

圖2　瞬態(tài)面波法處理過(guò)程Fig.2 Processing procedure of surface wave surveying

圖3　主測(cè)線速度影像剖面Fig.3 Velocity profile of main surveying line

[1]莊師柳，瞬態(tài)面波法在滑坡勘察中的應(yīng)用效果 [J]，華南地震，2010年.

[2]雷宛等，工程與環(huán)境物探教程 [M]，北京：地質(zhì)出版社，2006年.

[3]馬濤，多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)在瑞雷波勘察中的應(yīng)用 [J]，工程地球物理學(xué)報(bào)，2012年. [4]張德元，嚴(yán)震乾，黃子政，瞬態(tài)面波法在滑坡勘察中的應(yīng)用 [J]，地質(zhì)裝備，2009 年.

[5]趙偉，單娜琳，在滑坡探測(cè)中多階模態(tài)瑞利面波的利用 [J]，勘察科學(xué)技術(shù)，2007 年.

[6]趙勇剛，劉江，瞬態(tài)面波剖面法在滑坡探查中的應(yīng)用 [J]，物探與化探，2007年.

[7] 殷勇，多道瞬態(tài)面波在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察工程中應(yīng)用[J]，福建建筑，2013 年.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-257-1