綜合物探方法在滑坡地質(zhì)勘探中的應(yīng)用研究

王寨維

（貴州新中水工程有限公司 貴州貴陽(yáng) 550001）

引言

滑坡地質(zhì)，是影響地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的常見地質(zhì)災(zāi)害之一，其會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。然而，在實(shí)踐過(guò)程中，針對(duì)滑坡地質(zhì)的勘探工作開展效果并不理想，這與勘探方法的應(yīng)用合理問(wèn)題密切相關(guān)。為此，研究人員應(yīng)對(duì)以往滑坡地質(zhì)勘探應(yīng)用綜合勘探方法的情況進(jìn)行分析，即在明確綜合物探方法在滑坡地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用要點(diǎn)基礎(chǔ)上，提高其作用于不同地質(zhì)環(huán)境的勘探效果價(jià)值。如此，滑坡地質(zhì)就不會(huì)對(duì)涉及地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果帶來(lái)毀滅性影響，進(jìn)而促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展水平。

1 研究綜合物探方法在滑坡地質(zhì)勘探中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

作為常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，滑坡，其是指土質(zhì)體或是巖性體受到強(qiáng)降雨沖刷或是滲透影響后，會(huì)引發(fā)施工爆破與地震災(zāi)害。在結(jié)構(gòu)方面，因滑坡受自身重力的牽引影響，打破了原有的平衡力使其沿著一定軟弱面或是軟弱點(diǎn)，以整體或是局部分散的狀態(tài)順坡向下滑動(dòng)。經(jīng)勘查分析證實(shí)，滑坡發(fā)育除了受主要因素為地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及地層巖性等影響外，還會(huì)受到人為活動(dòng)因素的影響。

由此可以看出，滑坡的形成與產(chǎn)生是一個(gè)緩慢的綜合物理變化過(guò)程。為使治理滑坡地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與控制手段起到更好的作用，研究人員應(yīng)在明確滑坡所處滑坡面與滑坡帶埋深位置與分布特征的情況下，采用鉆探、土工試驗(yàn)與地質(zhì)調(diào)查等方法來(lái)獲取滑坡所處的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)。然而，這些方法運(yùn)用存在獲取滑坡信息量有限、造價(jià)成本高以及工作效率低等問(wèn)題。為此，研究人員應(yīng)采用綜合物探方法來(lái)提高滑坡地質(zhì)勘探的質(zhì)量效果。這樣一來(lái)，滑坡地質(zhì)就不會(huì)對(duì)涉及的工程項(xiàng)目建設(shè)使用帶來(lái)影響[1]。

2 綜合物探方法在滑坡地質(zhì)勘探中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 高密度電阻率法

該方法的應(yīng)用，是將電探測(cè)法與電剖面法結(jié)合起來(lái)，以通過(guò)測(cè)量中的無(wú)需跑級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)一次性將電極疏散在一條視察剖面上。如此，滑坡地質(zhì)勘探人員就可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與改變電極來(lái)獲取多種裝備的PS斷面等值線圖，大幅提升了成圖與數(shù)據(jù)處理的效率。在對(duì)滑坡地質(zhì)進(jìn)行勘探數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，高密度電阻率法運(yùn)用人員應(yīng)根據(jù)已知的平均電阻率來(lái)構(gòu)建初始電阻模型。而后，對(duì)初始模型中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。地質(zhì)勘探過(guò)程，可一次將1～60根電極按照固定點(diǎn)距離設(shè)置在測(cè)線上。如此，就可通過(guò)多級(jí)電路轉(zhuǎn)換器與多芯電纜的連接，來(lái)在主機(jī)控制下完成極距、電極排列方式與測(cè)點(diǎn)的掃描測(cè)量。

此過(guò)程，兩次迭代就可通過(guò)初始模型均方根的誤差來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)性計(jì)算。此外，還應(yīng)結(jié)合電流模型與數(shù)據(jù)擬合差來(lái)解決線性反問(wèn)題。對(duì)于電阻率模型的校正，應(yīng)利用公式來(lái)保證模型運(yùn)用的可靠性。為提高預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)糾正完成的形體進(jìn)行測(cè)量。如反演過(guò)程只有一個(gè)出現(xiàn)反演停止，也要停止反演，以顯示判斷被滿足[2]。

2.2 探地雷達(dá)法

該方法是通過(guò)廣播電磁波探測(cè)技術(shù)來(lái)確定地底的介質(zhì)分布。具體來(lái)說(shuō)，就是將天線發(fā)射電磁波與天線接收電磁波的反射波利用起來(lái)。由于傳播介質(zhì)中電磁波起到的是路徑傳播的作用，且電磁波形與長(zhǎng)度是隨著介質(zhì)中的電性質(zhì)變化而發(fā)生變化的，因此，勘探技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)接收到的雙程相位、走時(shí)、幅度以及波形等材料，來(lái)確定滑坡所處地質(zhì)的地下形態(tài)。在當(dāng)前的綜合物探方法中，探地雷達(dá)法的應(yīng)用具有儀器探測(cè)精度高且攜帶輕便的特點(diǎn)，所以，適用于復(fù)雜地形地帶的勘探。

為達(dá)到探測(cè)目的，GPR技術(shù)應(yīng)利用主頻波段的電磁波，使其以寬頻帶短脈沖的形式，經(jīng)地面通過(guò)發(fā)生天線發(fā)射器送至地下。如此，地下勘探目標(biāo)地層的界面就會(huì)反射至地面，雷達(dá)天線就可進(jìn)行接收并傳輸至主機(jī)，繼而對(duì)接收的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行圖形解析與處理。

3 綜合物探方法在滑坡地質(zhì)勘探中的應(yīng)用實(shí)例分析

以某滑坡地質(zhì)勘探工作采用綜合物探方法過(guò)程為例，因目標(biāo)體的電性差異，所以，勘探技術(shù)人員采用了高密度電阻率法。具體來(lái)說(shuō)，由于滑動(dòng)面表層土內(nèi)部存在一定量的水，因此，滑坡物內(nèi)此部位的電阻率較小。但該滑坡地質(zhì)勘探地的粉質(zhì)砂巖與泥巖存在于滑動(dòng)面的下半部分，且滲水能力不高，因而電阻率較大。此問(wèn)題情況下，滑坡面不同部位的交接處出現(xiàn)了不同電性的一層。相關(guān)人員對(duì)其巖體進(jìn)行了電性測(cè)試，得出了介質(zhì)不同會(huì)導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化。經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，滑坡地質(zhì)表層的電阻率在0～32Ω·m范圍。電阻率值較大的部位為：具有滲水能力較差砂巖的滑動(dòng)面下半部分，其電阻率值范圍在55～125Ω·m。為此，高密度電阻率法應(yīng)滑動(dòng)面的不同部分進(jìn)行區(qū)別，以提高地質(zhì)勘探的準(zhǔn)確性。

此外，由于目標(biāo)體的電磁波差異，因此，勘探人員還應(yīng)采用GPR。即因較多水存在于滑動(dòng)面表層土體內(nèi)，所以，其介電常數(shù)較大，會(huì)導(dǎo)致電磁波快速下降。對(duì)于滑動(dòng)面下半部分內(nèi)存在泥巖與粉質(zhì)砂巖的情況，因大量水作用于滑動(dòng)面的上部地層土體，所以，其介電常數(shù)較大。當(dāng)其介電常數(shù)值較小時(shí)，就會(huì)降低電磁波下降。由此可判斷，滑坡面不同部位交界處存在一層差異較大的介電常數(shù)。為此，勘探人員可利用GPR技術(shù)進(jìn)行滑動(dòng)面不同部位進(jìn)行區(qū)別。與此同時(shí)，還應(yīng)將地質(zhì)資料數(shù)據(jù)利用起來(lái)，對(duì)聲波測(cè)孔與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔結(jié)果進(jìn)行分析。這樣一來(lái)，就可得出基于實(shí)驗(yàn)完成經(jīng)驗(yàn)值與參數(shù)值的滑坡各個(gè)地層的物理性質(zhì)參數(shù)范圍，如表1所示。

表1 各地層物理性質(zhì)參數(shù)范圍

值得注意的是，由于同一介質(zhì)下介電常數(shù)不同，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)反射波的反射系數(shù)值發(fā)生變化，因此，要想獲得更為準(zhǔn)確的勘探結(jié)果，還可根據(jù)反射系數(shù)的增加來(lái)進(jìn)行確定。

從上述分析結(jié)果可以看出，滑坡地質(zhì)勘探中綜合物探方法的運(yùn)用要將物理勘查與物探解釋方法聯(lián)合起來(lái)運(yùn)用。即在實(shí)際勘探過(guò)程中，通過(guò)遵循各種物質(zhì)的物理性質(zhì)特性原則，來(lái)降低因素對(duì)物探異常的影響。對(duì)于物探方法的綜合選擇，應(yīng)在明確勘探目標(biāo)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的情況下，進(jìn)行科學(xué)合理應(yīng)用[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，滑坡地質(zhì)勘探工作中，綜合物探方法的運(yùn)用要將物理勘查與物探解釋方法聯(lián)合起來(lái)，并在遵循各種地層介質(zhì)物理性質(zhì)特性的原則下，降低外界因素對(duì)勘探結(jié)果所帶來(lái)的影響。事實(shí)證明，只有這樣，才能將最具效用的綜合物探方法運(yùn)用于滑坡地質(zhì)的高準(zhǔn)確性勘探，進(jìn)而最大限度的降低滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生所帶來(lái)的安全威脅。故而，研究人員應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研結(jié)果更多地運(yùn)用于不同地質(zhì)環(huán)境的滑坡地質(zhì)工程，進(jìn)而為所處地區(qū)的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果提供安全可靠的發(fā)展環(huán)境。