高密度电阻率法在滑坡工程地质勘察中的应用

邹恩润（甘肃汇能新能源技术发展有限责任公司，甘肃　兰州730000）



高密度电阻率法在滑坡工程地质勘察中的应用

邹恩润
（甘肃汇能新能源技术发展有限责任公司，甘肃兰州730000）

摘要：介绍了高密度电阻率法勘探原理和方法。在天水市肖庄村滑坡工程地质勘察中的应用情况及效果。通过视电阻率剖面解析与工程钻探资料的对比，二者所取得的结果基本一致，验证了高密度电阻率法在滑坡勘察中的可行性，其可在滑坡工程地质勘察中得到推广和应用。

关键词：高密度电阻率法；滑坡；工程地质勘察

1　概述

高密度电阻率法与普通电阻率法相比，设置了较高的测点密度，点距可以小到1m，其信息量远超过普通电阻率法，并具有测深和剖面双重功能。它具有轻便、快捷、经济有效的特点，在工程地质勘察中得到了广泛应用，尤其在地形较复杂的地区，它的优点更加明显。

文章介绍的肖庄村滑坡位于天水市麦积区肖庄村北侧，藉河左岸。为了查明该滑坡滑动面的位置、埋深和地下水的活动特征，评价滑坡的稳定性和危害，为滑坡的治理提供科学的依据及合理的建议，针对肖庄村滑坡开展了工程地质勘察，其主要方法为工程地质钻探和高密度电阻率法。

2　滑坡区概况

2.1滑坡体特征

肖庄村滑坡地貌单元属剥蚀～构造丘陵地貌区，山体总体走向呈东～西向，由于受藉河侵蚀切割影响，工作区地形大致呈北高南低。整体形态呈“驼峰”状，滑坡边界清晰完整，东西两侧分别以冲沟为界，后缘至北山坡顶，最高点高程为1516.76m，前缘延伸至藉河河漫滩一带，高程约1113.14m，滑坡体平均坡度一般为10°～11°。

2.2滑坡物质特征

2.2.1滑体

肖庄村滑坡滑动面以上滑体的厚度一般为39.0～62.3m，滑体前后部相对较薄，中部滑体厚度最大。滑体物质主要由黄土状粉质粘土和强风化泥岩及少量泥质砂岩组成。粉质粘土呈黄褐色、灰褐色，稍湿，可塑，透水性差；强风化泥岩呈红褐色、灰绿色，细粒结构，块状构造，主要矿物成份为粘土矿物，节理裂隙一般发育。

2.2.2滑带

根据滑坡体冲沟内地质点观察及钻探揭露，主滑面为多位于泥岩层内。滑带泥岩层表面有磨光痕迹，粘性普遍较高，常常有滑腻感，整体结构表现为薄鳞片状，可见明显擦痕。

2.2.3滑床

肖庄村滑坡滑床由新近系地层组成，岩性为红褐色、灰绿泥岩，埋深34～62.4m，岩体呈中厚层状，层面节理不甚发育，岩层产状为280°∠12°，表现为顺层结构。

3　高密度电阻率法原理及工程概况

3.1基本原理

高密度电法属于电阻率法范畴，是一种阵列勘探方法，传统的电阻率法有电测深法和电剖面法。电测深法反映测点下方不同电性的岩层随深度的分布情况。电剖面法反映地下一定深度内沿水平方向地电断面的特征。高密度电法同时具备上述两种方法的特点，并弥补了传统电阻率法测点相对稀少和解译依据单元的不足。

电阻率法是以地下介质（岩层）的导电性差异为基础的一种物探方法。地下各种介质在施加人工电场作用下，由于介质的电性差异导致地下传到的电流分布也存在差异，可以用视电阻率来反映出这种电性差异性分布。在一定的供电和测量电极排列方式下，通过供电电极供电，测量电极测量出测量电极之间的电位差，再通过数学公式计算出视电阻率，然后通过分析视电阻率的分布规律判断地质体的埋深、位置、规模、形状等参数，寻找地质目标体。

3.2野外工作

本次高密度电阻率法测试采用重庆本土数控计算研究所生产的WDJD-4多功能数字直流激电仪为测控主机。考虑到工作区地质条件复杂，相对于偶极装置、斯伦贝尔装置，温纳—斯伦贝尔装置的抗干扰能力更强，故野外数据采集采用α2排列（温纳—斯伦贝尔装置），每个断面布置60根电极，相连断面重复30根，电极距5m。

4　资料处理及解译

4.1资料处理

高密度电阻率法的资料处理是利用计算机数据处理与成像技术，把所测得的视电阻率经格式化转换、数据预处理（消除坏点，保留数据较一致的数据点），并根据现场试验和其他资料对比分析，选择正演、反演计算参数，把经过预处理后的数据经地形校正，最终绘成视电阻率等直线图。

4.2剖面成果解译

根据对高密度电法探测剖面的视电阻率分布特征分析，该工作区原始地层按物性变化的分布形态和规律，在纵向上依次为粉质粘土（＞50Ω·m）、泥岩（10～50Ω·m）。而在滑波体内，由于滑坡体物质松散、含水量增加的影响，不论粉质粘土还是泥岩层，视电阻率值均有明显降低，粉质粘土层（20～50Ω·m）、进入泥岩层，电阻率急剧降低（10～20Ω· m），在滑坡体的主要滑动面上，视电阻率均＜10Ω·m。

现以ZK02、ZK09处视电阻率资料解译与钻孔资料进行分析对比。ZK02钻孔处，根据高密度电法资料分析（图1），该段在剖面上反映了一明显的低阻异常现象，呈串珠状分布，平均埋深约66.5m，推断为滑坡滑动面引起。而根据该段的ZK02钻孔揭露，该段滑动面深度为64.2m，物探资料解译与钻探资料相差2.3m，两者变化趋近一致；ZK08钻孔处，根据高密度电法资料分析（图2），该段在剖面上反映了一明显的低阻异常现象，呈线状分布，平均埋深约54.3m，推断为滑坡滑动面引起。而根据ZK08钻孔揭露，该段滑动面深度为57.1m，物探资料解译与钻探资料相差2.8m，两者变化趋近一致。

高密度电法分析所揭示的滑坡滑动面位置与相应钻孔资料对比见表1。根据表1，两者所确定的滑动面深度差距较小，视电阻率确定的滑动面曲线形态与钻孔中的到的滑动面形态大体是一致的，说明本次工作中所采用的高密度电法达到了物探工作预期的目的，其可作为工程勘察的重要辅助手段。

图1　ZK02处视电阻率滑面与钻孔滑面对比

图2　ZK09处视电阻率滑面与钻孔滑面对比

表1　视电阻率解译滑坡滑动面与钻孔揭露对比

5　结论

通过对天水市肖庄村滑坡工程地质勘察中高密度电阻率法与钻孔资料对比分析，由视电阻率剖面确定滑坡滑动面与工程钻探资料得到的界面形态大体一致，达到了物探工作预期的目的。证明了高密度电法在滑坡勘察应用的有效性，可作为滑坡勘察重要的辅助手段推广。

参考文献：

［1］董浩斌，王传雷.高密度电法的发展和应用［J］.地学前缘，2003，10（1）.

［2］郭秀军，贾永刚.利用高密度电阻率法确定滑坡面研究［J］.岩石力学与工程学报，2004，23（10）.

［3］王爱国，马巍，王大雁.高密度电法不同电极排列方式的探测效果对比［J］.工程勘察，2007，（1）.

［4］徐昌平.高密度电法在滑坡体勘察中的应用［J］.广东水利水电，2009，6.

中图分类号：P631.322