高密度電法在滑坡體勘察中的應(yīng)用

蔡小蘇，陳勇林

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇二大隊(duì)，湖南 郴州 423000）

在工程勘查工作中應(yīng)用高密度電法能夠準(zhǔn)確的掌握災(zāi)害點(diǎn)的位置，有效提高地質(zhì)災(zāi)害治理的效率和效果。高密度電法最早起源于20世紀(jì)七八十年代，隨著科技的不斷發(fā)展也在飛速的進(jìn)步。高密度電法在工程勘察中的將得到更廣泛的應(yīng)用。

1 高密度電法

（1）高密度電法的特點(diǎn)。在工程勘察中應(yīng)用高密度電法采用陣列的方式一次性把測(cè)量點(diǎn)全部布置好在測(cè)量點(diǎn)上插入電極，之后通過一次性依次對(duì)測(cè)量點(diǎn)的電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確采集，通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析反演，最終判斷出測(cè)量點(diǎn)位置的地質(zhì)情況[1]。高密度電法的主要特點(diǎn)包括：①高密度電法里面使用的電極同時(shí)一次性完成布置，依次一次性測(cè)量提高數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，增加勘察的準(zhǔn)確性；②高密度電法能夠及時(shí)的對(duì)電極進(jìn)行掃描，清晰的了解勘查地質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特征；③高密度電法在使用的時(shí)候不僅能夠提高收集的速度，還能最大化的減小誤差。

（2）高密度電法的工作方法。①在進(jìn)行勘察工作之前先選擇好合適的工作設(shè)備，仔細(xì)檢查完設(shè)備質(zhì)量之后才能使用；②在布置高密度斷面的時(shí)候要注意不能在有強(qiáng)烈電性干擾源；③在完成布設(shè)之后要檢查每個(gè)電極的接地電阻，如果遇到接地電阻較大的情況需要使用澆水的方法進(jìn)行處理。

2 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體地球物理特征

工作區(qū)巖石電阻率參數(shù)統(tǒng)計(jì)表：

表1 工作區(qū)巖石電阻率參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

黏土的電阻率變化范圍在10.6～128.5之間，平均值在29.6。粉質(zhì)黏土含卵石的電阻率變化在23.2～225.8之間，平均值在61.5。這些數(shù)據(jù)能夠證明該地址的黏土電阻率的平均值都比較低，粉質(zhì)黏土里面含有卵石的電阻是黏土的2倍，兩種電阻率有非常大的電性差異，所以需要使用高密度電法來進(jìn)行勘查。

3 高密度電法工作方法技術(shù)與安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體工程布置

（1）高密度電法工作方法技術(shù)。高密度是一種準(zhǔn)確度非常高的陣列勘查方法，在進(jìn)行勘查的時(shí)候只需要把電極布設(shè)好之后就可以通過排列方式收集所有的電極，測(cè)量過程中所有的數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)保存起來。本次勘查使用的是WGMD-3儀器。WGMD最大的特點(diǎn)就是能夠?qū)ι?0m以內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)，直觀的展現(xiàn)在人們的眼前。

（2）工作方法技術(shù)。在勘查工作進(jìn)行的時(shí)候主要使用的測(cè)量方式就是用溫納等比裝置里面的1α裝置進(jìn)行工作，兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的間距設(shè)置在3m，如圖所示是物探高密度電阻率法野外測(cè)量工作的示意圖：

（3）測(cè)線布置。在整個(gè)勘查工作進(jìn)行的時(shí)候一共布置了10線和20線兩條測(cè)線剖面。

（4）儀器技術(shù)參數(shù)。①接收部分的儀器技術(shù)參數(shù)內(nèi)容。電壓通道：±6V，測(cè)量精度：Vp≥10mV時(shí)，±0.5%±1個(gè)字，Vp＜10mV時(shí)，±1%±1個(gè)字；輸入阻抗：＞50MΩ，視極化率測(cè)量精度：±1%±1個(gè)字，Sp補(bǔ)償范圍：±1V，電流通道：5A；測(cè)量精度：Ip≥10mA時(shí)，±0.5%±1個(gè)字；Ip＜10mA時(shí)，±1%±1個(gè)字，對(duì)50Hz工頻干擾（共模干擾與差模干擾）壓制優(yōu)于80dB。②發(fā)射部分的儀器技術(shù)參數(shù)內(nèi)容。最大發(fā)射功率：4500W，最大供電電壓：900V，最大供電電流：5A，供電脈沖寬度：1秒～60秒，占空比為1:1。工作溫度：-10℃～50℃，95%RH，儲(chǔ)存溫度：-20℃～60℃。③WDZJ-3多路電極轉(zhuǎn)換器的儀器技術(shù)參數(shù)內(nèi)容。轉(zhuǎn)換電極數(shù)：120路，絕緣性：≥500MΩ，最大工作電壓：450VDC，最大工作電流：2.5ADC，儀器電源：1號(hào)電池8節(jié)，工作溫度：-10℃～+50℃。

4 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體勘察數(shù)據(jù)處理與資料解釋

（1）安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體勘察數(shù)據(jù)處理。在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理的時(shí)候都需要根據(jù)此過程進(jìn)行執(zhí)行。高密度電法資料處理主要流程包括以下內(nèi)容：首先就是把儲(chǔ)存在儀器里面的測(cè)量數(shù)據(jù)通過傳輸軟件的幫助傳輸?shù)接?jì)算機(jī)里面，計(jì)算機(jī)收到數(shù)據(jù)之后會(huì)進(jìn)行一系列的處理包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、分析、修正等，然后把處理好的處理導(dǎo)入進(jìn)二維高密度電法反演軟件里面，最后進(jìn)行計(jì)算處理和圖像輸出、資料解釋等操作。

（2）安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體找礦勘查資料解釋。資料解釋步驟主要在軟件RES2D里面進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比、分析。在分析的時(shí)候需要注意先排除所有一切能夠干擾分析的因素。在對(duì)成果圖進(jìn)行描述的時(shí)候需要根據(jù)實(shí)際的地球物理特征進(jìn)行描述，通過物探反演成果圖和工程地質(zhì)信息的幫助來進(jìn)行對(duì)比分析，這樣就可以判斷出滑坡體深部巖土層變化的情況，最終得到需要的結(jié)論。

5 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體勘察工作內(nèi)容與成果解釋

5.1 工作內(nèi)容

高密度電法在本次勘查過程中一共完成了2條測(cè)線剖面，以下是各剖面高密度電法反演斷面成果特征描述表：

表2 2剖面高密度電法反演斷面成果特征描述表

在描述表里面的數(shù)據(jù)顯示能夠知道2條剖面總長(zhǎng)度為360m，一共有120個(gè)有效的測(cè)點(diǎn)數(shù)。

5.2 成果解釋說明

通過一系列的分析能夠知道本次高密度電阻率法檢測(cè)分析的斷面成果圖如圖所示：

5.2.1 10線剖面

根據(jù)圖上的信息能夠知道斷面成果圖上顯示紅色至紫紅色高阻體特征的地方是0m～90m，淺蘭色至深蘭色的含水低阻軟弱層的地方在36m～84m，黃綠色區(qū)域在90m淺層地方，淺層的地方是數(shù)百歐姆米的黃綠色中高阻體，深層的四方是含泥水的低阻軟弱層，電阻率大概在十幾-二十幾歐姆米之間。

5.2.2 20線剖面

根據(jù)圖上的信息能夠知道紅色到紫紅色的地方是高阻體特征主要在0m～75m的地方，淺蘭色到深蘭色的含水低阻軟弱層在33m～69m的地方，75m～102m的地方時(shí)數(shù)百歐姆米的黃綠色中高阻體，90m～156m的地方是含泥水低阻軟弱層，電阻率在十幾-二十幾歐姆米之間。在圖上一共發(fā)現(xiàn)了有4處含泥水低阻軟弱層的地方。

6 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體勘察工作中應(yīng)用高密度電法的結(jié)論和建議

6.1 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體找礦勘查工作中應(yīng)用高密度電法的結(jié)論

在整個(gè)勘查工作進(jìn)行的時(shí)候一共設(shè)置了10線和20線兩個(gè)剖面，發(fā)現(xiàn)了4處含泥水低阻軟弱層。其中10線2號(hào)異常（102m～132m）在滑坡體下部發(fā)現(xiàn)深5m～10m存在含泥水低阻軟弱層，其傾向與滑坡體滑動(dòng)方向一致；20線4號(hào)異常（111m～156m）在滑坡體下部發(fā)現(xiàn)深5m～10m存在含泥水低阻軟弱層，其傾向與滑坡體滑動(dòng)方向一致。

6.2 安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體勘察工作中應(yīng)用高密度電法的建議

首先在勘查工作進(jìn)行的時(shí)候可以對(duì)10線2號(hào)異常（102m～132m）地方進(jìn)行鉆孔檢驗(yàn)，這樣就可以給勘查工作提供更準(zhǔn)確的巖土工程參數(shù)；其次就是在勘查工作進(jìn)行的時(shí)候?qū)?0線4號(hào)異常（111m～156m）的地方進(jìn)行鉆孔檢查，這樣也可以安仁縣平背鄉(xiāng)平北村龍古組滑坡體的含泥水低阻弱層提供一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

7 結(jié)語(yǔ)

在找礦勘查中應(yīng)用高密度電法不僅能夠準(zhǔn)確的知道滑坡體的位置，還能對(duì)礦體的特征做出準(zhǔn)確的判斷，進(jìn)而更好的進(jìn)行有關(guān)治理的工作。