高密度电法在某高速边坡滑坡体勘察中的应用研究

张海波 王国群

摘 要 滑坡是一种常见的地质灾害。高密度电法可以快速有效取得滑坡体的重要信息，多条剖面结合能对滑坡体的三维形态进行推断构建，为预防和治理滑坡提供资料。

关键词 滑坡;高密度电法;勘察

前言

滑坡是一种常见的地质灾害，滑坡运动会对结构物、道路、生命线工程造成严重损害，给人民生命财产造成巨大损失，有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡的产生与地质作用及地质环境变化有关。地球物理方法可以取得有关滑坡体的重要信息，对滑坡体的规模及成因做出有效的评价，为防治滑坡提供依据。

滑坡是土、岩石或者两者混合物在滑动面上发生的沿边坡向下的运动。一般滑坡面为岩土分界面或者土层分界面，分界面两侧的电阻率差异存在明显，为开展高密度电法提供了较好的地球物理前提。本文以延安某高速路边滑坡为例，介绍了高密度电法在滑坡勘察中的应用效果[1]。

1 高密度电法简介

高密度电法又称高密度电阻率法，是以岩石的电阻率差异为基础，观测和研究人工电场的变化和分布规律，从而解决地质问题的一种勘探方法。它采用了多电极高密度一次布极并实现了跑极和数据采集的自动化，因此相对常规电阻率法来说，它具有许多优点：①由于电极的布设是一次完成的，测量过程中无须跑极，因此可防止因电极移动而引起的故障和干扰;②在一条观测剖面上，通过电极变换或数据转换可获得多种装置的ρs断面等值线图;③可进行资料的现场实时处理与成图解释;④成本低、效率高。本次高密度电法测量使用的仪器为重庆产的WDA-1型多功能数字直流电法仪，工作中同剖面使用了四极α排列温纳装置（AMNB）和三极装置（AMN）、三极装置（BMN）等不同装置采集数据，对不同装置采集的断面进行了分析对比。

2工区概况

本文所述滑坡，位于延安某地，属砂页岩地貌，由于流水剥蚀，地形起伏较大，山坡自然坡度30°左右，地面高程930～1015m。地层主要为泥岩、砂岩互层，上覆厚层黄土，地层倾角7°-10°较平缓[2]。

3应用效果

3.1 工作布置

本次工作所勘察的滑坡體已经发生轻微滑动，高速路部分地段路基肉眼可观察到形变，为防止滑坡产生更大破坏，本次工作需查明滑坡体具体形态范围，滑坡面埋深，为其治理提供依据。因滑坡体位于高速路边，工作布置受高速路走向影响较大，根据现场地形条件及滑坡体勘察任务，本次工作布设WT01、WT02、WT03（见图1）三条剖面，其中WT01垂直山坡走向平行高速路布设，WT02、WT03沿山坡走向布设。

3.2 数据处理

测量过程中，通过手簿显示的电阻率断面图随时监视观测结果。测量结果用软件（Res2dinv）进行反演处理，为消除地形影响，使用野外实测地形高程数据进行了垂向地形改正，反演过程均带地形反演计算，最后输出二维自动反演电阻率彩色断面图。

3.3 成果解释

据本区地质资料及前期调查，滑坡体滑动面为第四系与中风化砂岩界面。黄土覆盖层电阻率范围：30Ω·m-100Ω·m;砂岩风化层电阻率范围：ρ=50Ω·m-400Ω·m。结合电阻率特征及反演断面图，进行推断解释[3]。

（1）WT01剖面

图2为WT01剖面电阻率反演断面及推断解释结果。该剖面整体电阻率呈低阻，电阻率小于500Ω·m。浅层有一层电阻率小于45Ω·m的连续低阻体，深度起伏变化较大，根据前期施工钻孔，该低阻异常界面与钻孔揭露滑坡体前沿基本吻合，推测该界面为滑动面。根据电阻率差异推断了强风化砂岩与中风化砂岩界面。WT01剖面有已知钻孔控制，推断结果较可靠，为WT02、WT03剖面的推断解释提供了参考依据。

（2）WT02剖面

图3为WT02剖面电阻率反演断面及推断解释结果。该剖面0～130m浅层有一层电阻率小于50Ω·m的连续低阻体，整体位于标高915～950m，厚度约25m，结合WT02剖面成果，推断该低阻体为滑坡体，根据电阻率差异推断了滑坡面形态。根据电阻率差异，推断130～200m段标高920～960m为节理发育含水破碎带;滑坡体下伏为泥岩、泥质砂岩互层;破碎带上方为中风化砂岩。

（3） WT03剖面

图4为WT03剖面电阻率反演断面及推断解释结果。该剖面0-150m浅层有一层电阻率小于50Ω·m的连续低阻体，整体位于标高915-970m，厚度为10-25m，结合WT02剖面成果，推断该低阻体为滑坡体，根据电阻率差异推断了滑坡面形态。根据电阻率差异，推断70～110m段标高900～930m为节理发育含水破碎带;滑坡体下伏为中风化砂岩[4]。

4结束语

本次勘察WT01剖面有已施工钻孔，根据已施工钻孔及反演断面推断解释了该剖面滑坡面形态，为后续两条剖面推断解释提供了参考依据。WT02、WT03剖面推断了滑坡体及滑坡面形态，同时推断了两处节理发育含水破碎带。后经稀疏钻孔验证，WT02、WT03剖面推断的滑坡面埋深较为准确，根据三条剖面推断结果，构建了滑坡体的三维形态，为滑坡的治理提供了可靠的依据。

参考文献

[1] 谢尚平，熊章强，易清平，等.浅层地震和高密度电法在滑坡体勘察中的应用[J].东华理工学院学报，2004（4）：361-364.

[2] 李世峰，金瞰昆，周俊杰.资源与工程地球物理勘探[M].北京：化学工业出版社，2008：87.

[3] 马董伟.综合物探方法在滑坡勘察中的应用[J].工程地球物理学报，2019，16（2）：238-242.

[4] 李金铭.地电场与电法勘探[M].北京：地质出版社，2009：198.