矿山滑坡体实时监测中高密度电法的应用分析论文_赵保成,李祥新

矿山滑坡体实时监测中高密度电法的应用分析论文_赵保成,李祥新

河北省地球物理勘查院 河北廊坊 065000

摘要:中国西南地区滑坡灾害严重,滑坡勘察中判断滑坡体类型、规模等非常重要。文中总结了滑坡体的不同分类方法及电性特征,通过对20多个滑坡体的高密度电阻率法勘察资料进行综合分析,明确了不同类型滑坡体的电阻率特征差异明显;重点介绍了土质滑坡、岩石滑坡和破碎岩石滑坡等3个高密度电法探测实例的异常特征。实践证明,利用高密度电阻率法能从电阻率异常特征来推断滑坡体的类型、物质组成,其结果对滑坡体勘察及后期治理、钻探施工起到指导作用。

关键词:滑坡;高密度电阻率法;电阻率

1前言

山体滑坡是最常见的地质灾难之一。泥石流是一种现象,山坡上的部分岩石受到重力(包括其自身的重力和地下水运动压力)的影响,沿着某种薄弱的结构表面(区域)移动,而整体则向下坡移动。泥石流造成了严重的伤亡和经济损失。

由于泥石流研究复杂和多样性,通常很难仅靠一种方法就取得成功,因此需要综合地质和地球物理方法来解决地质和地球物理问题。泥石流研究可以分为完整和完整的方法,包括地球物理探测方法,包括挖洞、挖洞、钻探和钻探。研究对象的方法通常包括电阻截面、自然电场、地热能电阻、地热能电阻法、高密度电磁学、过境电磁学、电磁波深度、微波遥测、红外测量、地热测量等技术;实践表明,高密度电阻法是一种相对成熟和可靠的检测滚动物体的方法。

2高密度电法基本原理

2.1工作原理

高密度电阻定律是一种电子侦察系统,旨在满足小范围调查的实际需要。在测量电场时,电极场被简单地设置为一段距离,这一距离的密度明显高于正常水平,在1至10米之间,然后通过多通道电缆连接到多通道电极开关。电极开关是一种自动电极转换装置,由一个单一的机器控制,可以根据需要改变电极、极地距离和点。测量信号将电极转换到微型机器中,并将测量结果放入随机存储器中。因为单个侧面上的点总数是固定的,当极地距离扩大时,反映不同研究深度的点数将会减少,整个剖面的测量可以表示为反向三角形的电分布(或反向梯度)。与普通的电测量和电截面相比,高密度电阻率定律具有以下特征:

①由于电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础;②能有效的进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息;③野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅数据采集速度快,而且避免了由于手工操作所出现的错误;④可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件;⑤与传统的电阻率法相比,高密度电阻率法成本低、效率高,信息丰富,解释方便,勘探能力显著提高;⑥由于高密度电阻率法采用自动读数,在工业流散电流干扰较大的矿区工作时不易保证观测质量,特别是大极距时更是如此;⑦高密度电阻率法主要用于勘探浅部的电性异常体,在水文物探中常用于浅部裂隙带、采空区等的精细勘探。高密度电阻率法常用装置类型有温纳装置、偶极装置和微分装置。偶极和微分装置的探测结果对于异常的反映相似,温纳装置更适合于探测电性界面变化较小的情况,比值参数的处理方法能够更加清晰地显示异常体的几何形状。本文采用国内常用的温纳装置形式,更有利于划分滑坡体的各层界面。

2.2数据处理方法

数据处理采用国际公认AGI公司研发的Earth-Imager2D高密度电法处理软件。EarthImager2D高密度电法处理软件具体步骤:①启动EarthImager2D,打开二维STG数据文件,加入地形反演文件,设置反演参数,参数设置要充分考虑原始数据的范围;②对采集的数据进行统计,查看数据质量,对不合格的数据进行剔除;③采用最小二乘法进行反演,如果不收敛,用直方图删除数据,继续反演,确保其收敛;④显示图像、调整颜色、输入图名、保存图像、保存反演结果。

3各类滑坡的分类及其电性特征

目前滑坡的分类方案很多,各方案所侧重的分类原则不同,有的根据滑动面与层面的关系,有的根据滑坡的动力学特征,有的根据规模、深浅,有的根据岩土类型,有的根据斜坡结构,还有根据滑动面形状甚至根据滑坡时代等等;这些分类方案各有优缺点,至今仍在应用。也有人提出不少综合分类方案,但是这些方案尚未得到公认。滑坡分类方案有待进一步探讨。

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下面仅重点介绍几类。

1)按滑坡体物质组成分类,可以分为岩质滑坡、土质滑坡两类。岩质滑坡包括岩石滑坡、破碎岩石滑坡,其中岩石滑坡还可适当详细划分,有人认为可分为软硬互层岩组滑坡,软弱岩岩组滑坡,坚硬、半坚硬岩岩组滑坡等。土质滑坡包括堆积土滑坡、黄土滑坡、黏质土滑坡和堆填土滑坡。这种分类已在国内外得到广泛应用。

2)以滑坡体规模分类,按滑坡深度可分为浅层滑坡(<6m)、中层滑坡(6~20m)、厚层滑坡(20~50m)、巨厚层滑坡(>50m);按滑坡体积大小分为小型、中型、大型、巨型滑坡。

3)按滑动面与层面关系的分类是较早的一种分类,应用很广,可分为均质滑坡(无层滑坡)、顺层滑坡和切层滑坡三类。均质滑坡是发生在均质的没有明显层理的岩体或土体中的滑坡,其滑动面不受层面的控制,而是决定于斜坡应力状态和岩土抗剪强度的相互关系;滑面呈圆柱形或其他二次曲线形;在黏土岩、黏性土和黄土中较常见。顺层滑坡一般是指沿着岩层层面发生的滑动,特别是软弱岩层易成为滑坡面,那些沿着断层面大裂隙面的滑动,以及残坡积物顺其与下部基岩的不整合面下滑的均属于顺层滑坡的范畴。切层滑坡的滑面切过岩层面而发生的滑坡称为切层滑坡;滑坡面常呈圆柱形,或对数螺旋曲线。

4)按滑动力学性质分类,主要是按始滑位置(滑坡源)引起的滑坡力学特征进行分类。这种分类对滑坡的防治有很大意义,一般根据始滑部位不同分为推落式、平移式、牵引式和混合式。推落式滑坡主要是由于斜坡上部张开裂缝发育或因堆积重物和在坡上部进行建筑等,引起上部失稳始滑而推动下部滑动。平移式滑坡的滑动面一般较平缓,始滑部位分布于滑动面的许多点,这些点同时滑移,然后逐渐发展连接起来。牵引式滑坡首先是在斜坡下部发生滑动,然后逐渐向上扩展引起由下而上的滑动,这主要是斜坡底部受河流冲刷或人工开挖而造成的。混合式滑坡是始滑部位上下结合,共同作用引起的;混合式滑坡比较常见。

5)按滑坡时代分类,可分为现代滑坡、老滑坡、古滑坡、埋藏滑坡。

6)其他分类主要包括以下几种:①按滑坡主滑面成因类型分类:堆积面滑坡、层面滑坡、构造面滑坡、同生面滑坡;②按滑动形式分类:转动式滑坡、平移式滑坡;③按滑动历史分类:首次滑坡、再次滑坡。综上所述,现有的滑坡分类绝大部分都是依据滑坡某一单方面特征的归纳,它们都能反映滑坡在该特定方面的差异特征,各有其科学、实用意义。

4结束语

高密度电法在坡体不同雨型矿石不同时期进行滑坡监测预警可能发生滑坡地点计算取得了一系列综合数据和监测结果数据图,结果直观、具体、动态反映滑坡体形态变化、疑似增量大小,滑动面厚度变化、地形参数,地质调查和对已经出现的地质资料的分析和分析表明,华波提潜在的自然灾害发生的可能性证明,高密度的电是一种实时应用的动态控制方法,就像探测和地质灾害是预防早期扩散的重要辅助工具。

参考文献

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论文作者:赵保成,李祥新

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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