瞬態面波法在滑坡勘查中的應用及實例分析

■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）

瞬態面波法在滑坡勘查中的應用及實例分析

■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，從而為滑坡穩定性計算分析等提供依據。通過對瞬態面波法的原理、實際應用效果進行分析，認為利用瞬態面波法在滑坡勘查中確定滑坡滑動面是可行且可靠的。

瞬態面波滑坡勘查

1　前言

滑坡是在一定地質地形條件下，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定，沿著內部某一軟弱面（或帶）產生滑動變形的現象，是山區丘陵地區常見的危害很大的不良自然地質現象。

如何準確高效的對滑坡進行巖土地質勘察，通過滑坡勘察準確確定滑坡特征，特別是確定滑坡體的巖土分層滑動面軟弱帶，是滑坡綜合治理的難題和治理成功的保證。瞬態瑞雷面探技術是近幾年來快速發展起來的高新技術，在滑坡體工程勘察中具有廣泛的應用前景。本文介紹瞬態面波勘察的原理及技術方法并通過工程勘察實例說明瞬態面波法應用于滑坡體勘察的可行性與有效性[1]。

2　瞬態面波法基本原理

2.1基本原理

面波勘探是根據瑞雷波傳播的頻散特性，利用人工震源激發產生多種頻率成分的瑞雷波，分析波速隨頻率的變化關系，最終確定地表巖土的瑞雷波速度隨場點坐標(x，z)的變化關系，以解決淺層工程地質和地基巖土的地震工程等問題[2]。

面波沿地面傳播，表層厚度約為一個波長，同一波長的瑞雷波傳播特性反映了地質條件在水平方向的變化，而不同波長的瑞雷波傳播特性則反映了不同深度的地質變化情況。在地面上沿波的傳播方向，以一定的道間距△X設置N+1個檢波器，就可以檢測到瑞雷波在N△X長度范圍內的波場。設瑞雷波的頻率為fi，相鄰檢波器記錄的瑞雷波時間差為△t或相位差為△φ，則相鄰道△X長度內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處理過程

瞬態面波法主要處理過程如圖2所示。

3　瞬態面波法應用實例

滑坡位于四川省阿壩州理縣通化鄉馬崩組，該滑坡屬大型土質滑坡，本次面波勘察工作范圍為其中一處次級滑坡，表層以碎塊石土為主。根據現場試驗結果，本次面波工作數據采集使用美國產RAS-24型淺層地震儀，人工錘擊震源，4.5HZ低頻檢波器。儀器工作參數為采樣率0.5ms，濾波檔采用全通。根據現場實驗成果，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，雙邊激振觀測系統，沿滑坡主滑方向布置一條測線，資料解釋

CCSWSwin地震面波處理軟件。

本次面波勘探共沿主測線采集14道數據，每道數據間隔2m。經處理后輸出速度影像剖面結果如圖3所示。

由圖3可推測出兩個速度界面，根據現場調查滑坡后緣裂縫及前緣剪出口特征，即可根據推測界面確定滑坡計算模型，從而對其穩定性及推力進行計算和分析。

4　結論和分析

（1）通過實際應用和分析，認為將瞬態面波法應用與滑坡勘察中，確定速度界面從而推測滑動面是可行且可靠的。

（2）瞬態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，這是其優勢性所在。

（3）瞬態面波法在解釋過程必須結合現場調查資料及相關地質資料，才能得出更為可靠的結果。

圖2　瞬態面波法處理過程Fig.2 Processing procedure of surface wave surveying

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

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

[2]雷宛等，工程與環境物探教程 [M]，北京：地質出版社，2006年.

[3]馬濤，多次覆蓋觀測系統在瑞雷波勘察中的應用 [J]，工程地球物理學報，2012年. [4]張德元，嚴震乾，黃子政，瞬態面波法在滑坡勘察中的應用 [J]，地質裝備，2009 年.

[5]趙偉，單娜琳，在滑坡探測中多階模態瑞利面波的利用 [J]，勘察科學技術，2007 年.

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

[7] 殷勇，多道瞬態面波在滑坡地質災害勘察工程中應用[J]，福建建筑，2013 年.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-257-1