復雜地質邊坡工程勘察中電磁波層析成像技術的應用

李平模

（貴州省地礦局區域地質調查研究院，貴州 貴陽 550000）

科學技術的不斷發展，推動了各行各業的快速發展。電磁波層析成像技術已經逐步成為人們發現新領域的重要技術手段之一。它已被廣泛應用于各種資源的開采當中。我國面積廣闊，存在多種多樣的地形和地貌，相對地質情況也復雜多變，通過在邊坡工程勘察中引入電磁波層析成像技術，不僅保障了相關工作人員的安全，而且提升了勘察結果的準確性，因此，研究電磁波層析成像技術在邊坡工程勘察中的應用具有重要的現實意義。

1 電磁波層析成像技術的原理

在不同的介質中，利用電磁波的相關參數之間的差異，對該地區的地質條件以及巖層的組成情況進行分析，就是電磁波層析成像技術。巖石、水資源和礦產資源都阻礙著電磁波的傳播，導致電磁波出現不同程度的衰減，這種衰減會通過具體的數據而產生變化，相關技術人員就可以針對數據做出以下分析。

（1）該地區是否存在豐富的礦產資源，地下水文的情況如何？

（2）該地區的地質情況如何？巖石的結構以及硬度情況。

利用以上的信息，相關技術人員就可以對目標區域有了較為直觀的理解和判斷，是否存在潛在的地質災害，對工程造成安全影響。在進行實際的電磁波層析成像技術勘察時，為了獲得更為精準的數據信息和邊坡地質的構造，相關技術人員應首先對現場進行詳細的勘察，通過對邊坡發射一定頻率的電磁波，利用電磁破在邊坡內部的相關參數的數據變化，獲得準確的邊坡地質的內部結構信息。

2 邊坡工程勘察中電磁波層析成像技術的應用

某高邊坡工程，邊坡高度約為100m，坡頂高程為35～124m，由于邊坡的構造中存在巖溶以及斷裂的問題，存在潛在的坍塌和落石等地質災害的可能，會對工程施工造成嚴重的安全隱患。為了避免在勘察過程中，相關技術人員產生安全問題，本工程通過在坡頂鉆孔，利用跨孔電磁波層析成像技術，對該地區進行工程勘察。

2.1 電磁波層析成像的現場測試

將電磁波的發射機固定在鉆孔中，接收機則在鉆孔中上下移動，進行掃描。設置的發射點和接受采樣點之間的距離為1m。接收點分布的范圍對于發射點而言，都為孔距的2倍。相鄰鉆孔之間的距離應小于25m，深度應大于50m（如圖1所示）。

圖1 磁波層析成像野外工作示意圖

在進行現場測試時，應注意電磁波的工作頻率的調整，確保透射距離和接受質量。經過多輪現場測試，最終選擇電磁波的發射頻率為8MHz。

2.2 電磁波層析成像成果的地質解釋

利用電磁波波層析成像技術，可以利用以下相關分析，對該區域的地質情況進行解釋。

（1）利用不同介質的吸收系數不同，形成的圖像在局部空間會存在異常的變化，根據這種變化可以對地質結構中的溶洞情況，巖石間的裂縫分布情況等作出分析和判斷。

（2）利用整體的空間變化情況，可以對該地區的巖石完整性的分層情況作出分析和判斷。

（3）利用同步測量曲線的變化情況，可以對該地區的巖石破碎情況進行分析和判斷：如果出現曲線右偏的情況，則表明當電磁波在該區域進行傳播時，遇到的阻礙較大，電磁波的衰減程度也較大，則表明該地區可能存在溶洞或者裂隙帶；如果出現曲線左偏的情況，則表明當電磁波在該區域進行傳播時，遇到的阻礙較小，電磁波的衰減程度也較小，則表明該地區的巖石的完整性比較好。

2.3 電磁波層析成像成果的整體變化

通過工程現場中各組電磁波層析成像的數據，參考相關的地質資料，對該工程區域的相關數據分析如表1所示。

通過以上數據參數，結合現場的深度范圍情況，分析如下。

（1）高度在112m以上的部位，由于大部分地質區域的吸收系數處于大于0.75nB/m，通過分析判斷，該區域的巖體的裂隙較大，且處于發育階段，巖層呈現較為破碎或者破碎的狀態。

表1 不同地質特征下的吸收系數情況

（2）高度在100～112m區域間的部位，該地區的吸收系數處于0.5～0.75nB/m之間，因此該區域的巖體裂隙發育較弱，裂隙較少，整體較為完整。

（3）高度在90～85m以及以下的部位，該地區的吸收系數小于0.5nB/m，因此，該區域的巖體呈現較為完整的特點。

2.4 存在的問題及建議

電磁波波層析成像技術利用了電磁波在介質中傳播的參數變化，達到了對相關地質區域進行勘察的目的。但是在部分工程中，復雜的地質條件，導致一些敏感區域對電磁波技術的數據產生了較大的影響，從而獲得的相關數據存在一定的誤差。此時需要通過引入散射理論，對這種誤差進行一定程度的校正。

3 結語

綜上所述，隨著科學技術的進步，電磁波層析成像技術在地質勘察中的應用越來越廣泛。尤其是在復雜地質的邊坡工程中，電磁波層析成像技術不僅保障了勘察結果的有效性和準確性，而且提高了相關工作人員的安全性。但是在現階段，我國的電磁波層析成像技術的應用還處于起步階段，在其運行過程中還存在很多不足和問題，相關工作人員和科研工作者應加強對該項技術的深入研究，更新相關儀器設備，推動我國復雜地質邊坡工程勘察的科學化、可持續發展。