广东省环境地质勘查院 广东广州 510080
摘要：近年来，由于高密度电阻率法具有采集速度快、测点密度高、数据采集量大、观测精度高、探测信息丰富等优点，已被广泛用于滑坡地质灾害的调查。本文采用高密度电阻率法对广东茂名某滑坡的滑动面进行了探查，通过钻孔验证了高密度电阻率法在滑坡地质灾害调查中的适用性，为将来类似的地质灾害调查提供了一定的参考依据。
关键词：高密度电阻率法；滑坡地质；灾害调查
1.引言
滑坡地质灾害是指由于自然地质或人类活动造成的地质环境恶化，严重威胁到人类生命财产安全，对人类生产生活和社会经济造成严重损失的边坡变形破坏乃至整体运动。当山体发生滑坡时，山体沿斜坡上的滑坡面滑动，“滑动面”主要是软弱夹层或软弱面，通常由砾石或泥浆组成，且容易充水，因此导电性好，常表现为低电阻；由滑动面承载的岩体称为“滑坡体”，相对完整且具有高电阻特性[1]。因此，通过探测高低电阻分界层面，可以探索滑坡的滑动位置、滑坡面的深度以及滑坡体的空间分布特征，达到勘查滑坡隐患、治理滑坡地质灾害的目的。
地球物理勘探方法在滑坡地质灾害勘探中具有经济、快捷的优点，特别是阵列式高密度电阻率法，它通过观察和利用地下介质电阻率差异为基础，研究人工电场的变化和分布规律，从而探测地下地质体的分布特征[2]。
2.滑坡区地质概况
滑坡区位于广东省茂名市电白区水东镇，海拔200-240米，东南和东北地区地形总体趋势较低，台面起伏，地形强烈切割，丘陵特征明显，相对高差为20-40米[3]。
滑坡区的主要岩体为层状软弱碎屑岩，由于晚期构造和风化作用，岩体裂隙相对发育，微地貌是一个缓坡，斜坡高70 m，坡度20°-30°，坡向75°，坡面上新发现了许多滑坡裂缝，综合分析了滑坡单元的滑坡前缘、滑体和滑坡后缘稳定性，判别该滑坡现状为稳定性差。
3.高密度电阻率法基本原理
高密度电阻率法，也称为高密度电法，是以地壳中岩石的电阻率差异为物性基础，通过观测和研究人工电场的变化规律，进而解决地质问题的一种勘探方法。高密度电法是一种阵列探测方法，是传统电法中电测深法和电剖面法的结合。一方面，它可以反映测量点下不同地层的深度分布，另一方面又可以反映地下一定深度内沿水平方向地电断面的特征，弥补了传统电阻率法测点相对稀少、解释依据单一的缺点。
如图1所示，高密度电法工作时，将多根电极一次性布设完毕，通过程控式多路转换器选择不同的电极组合方式和不同的极距间隔，就可以快速地采集野外数据。当电极以ΔX排列时，测得的电极距为a =nΔX，（并且依次取n = 1，2，其中a是电极距；ΔX是最小电极距；n是隔离系数），并且每个极间距在固定装置中从左到右逐点移动，以完成数据采集[4]。在相同记录点处观察不同的极距等于电测深点，从而可以一次完成垂直和水平二维探测过程。
图1高密度电法操作示意图
4.野外工作方法与技术
4.1仪器及装置类型
本次高密度电法采用的仪器是重庆地质仪器厂生产的DUK-2A高密度电法测量系统，观测精度高，采集数据可靠，获得信息丰富。采用装置为对称四极测深装置。两个供电电极（AB极）与两个测量电极（MN极）向两侧对称地逐渐增加极距以增大探测深度。高密度电法数据处理主要利用计算机通过数据传输和转换软件将现场采集的原始数据传输到计算机，然后转换为处理软件所需的数据格式，并通过相应的方式进行畸变点剔除和地形校正等预处理，在反演计算之后，获得成果图，得到地下视电阻率剖面。
4.2测网布置及工作方法
根据勘探的目的和需要以及现场的实际情况，在滑坡区布置了10条测线，其中6条水平线，方向角 N为94°，纵向线为4条，方向角 S为7°，测线号为 WT-1～WT-10。其中，WT-5采用点距5m、120道多电极排列装置，其余9条采用点距5 m、90道多电极排列装置，各测线间距40-60m不等。
5.工作成果解译推断
本次工作采用最小二乘法对电阻率数据进行反演，以获得视电阻率反演断面图，图中以电性差异为判断的基础，表面覆盖土层和砂石、砂、砾石互层等电阻率相对较高，以暖色系表示；滑动面下方为砂泥岩互层的泥岩软弱层面表现为低阻，在断面图上以冷色系表示；整个断面图由红色暖色系逐渐过渡为蓝色冷色系。图2～4是是高密度电法探测剖面视电阻率反演断面图，图5为高密度电法纵剖面成果立体图，图6为高密度电法综合结果立体图。
图2 WT-1线视电阻率反演地电剖面图
图3 WT-2线视电阻率反演地电剖面图
图4 WT-3线视电阻率反演地电剖面图
图5高密度电法纵向剖面结果
图6高密度电法综合结果图
从图2～4可以看出，上部视电阻率相对较高，一般在200Ω•m，有些地方高达1100Ω•m，下部的视电阻率相对较低，整个电性层具有一定的规律性，反映了滑坡体内部发育情况和滑动面分布情况，这也是工作主要分析研究的区域。由于岩体的后期构造、风化和水蚀作用，岩体破碎成松散的碎屑，并且沿着斜坡表面从顶部到底部滑动，加上冬季施工和地表砂泥岩的影响，因此视电阻率表现为高电阻异常；而下部的泥岩恰好成为软弱含水层面，表现为低阻异常，深部低阻区域，可能是含水砂砾石层和深部潜水层所致，从断面图分析，高低阻视电阻率分界（红色虚线）处即为滑坡的滑动面位置。
从图5和图6可以看出，90％的区域是滑坡体，滑动体的滑动方向是从西北到东南，滑坡体以工作区东北方向较深的沟壑为界，将整个滑坡分为西北和东南两个滑坡区，西北地区的滑动面较深，约20-25米，东南地区滑动表面相对较浅，深度约为5-10米。
在后期的钻孔验证中，对高密度电法圈定出的异常区域进行钻孔验证，实际结果表明，高密度电法反演结果与工程测量中的钻孔验证结果一致。从工程钻井结果来看，勘查区整体砂泥岩交界深度分布是西北部较深，东南部较浅，这和本次解译成果对应较好，一定程度上说明了物探成果在后期工程钻探等方面上具有指导意义。
6.结论
通过运用高密度电法查明了广东省茂名市电白区水东镇滑坡的滑动面位置，以及滑坡体的埋藏深度，确定了滑坡体的形态特征和方量，达到了预期的探测目的，为后期滑坡治理提供了地质依据。
参考文献：
[1]郑书彦，李占斌.滑坡侵蚀研究[M].郑州：黄河水利出版社，2005.
[2]程庆，度先国，葛宝等.高密度电阻率法在四川高川茶园沟滑坡勘察中的应用[J].物探与化探：2012，36（1）：69-72.
[3]廖全涛，王建军，李成香，等.高密度电法在滑坡调查中的应用[J].资源环境与工程，2006，21（2）：47-51.
[4]刘落.物探方法在研究三峡库区滑坡中的应用前景[J].地质科技情报，1994，13（3）；81-89.
作者简介：许培德（1963-12）男，汉族，江苏苏州人，大专，物探与遥感工程师，研究方向：工程物探。
论文作者:许培德
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/31
标签：电阻率论文; 滑坡论文; 高密度论文; 电极论文; 泥岩论文; 断面图论文; 地质论文; 《建筑模拟》2018年第10期论文;