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高密度电阻率法在某滑坡探测中的应用

勘察发现,该段边坡发育一老滑 坡(HP1),老 滑 坡平面上呈不规 则 椭 圆 状,顶 部 较 窄,中 间 较 宽,向 下逐渐变窄,北 西-南 东 向 展 布,主 滑 方 向 155°。 由 于 高 速 公 路 路 基 从 老 滑 坡 中 、下 部 通 过 ,在 右 侧 边 坡 开 挖 过 程 中 ,坡 脚 抗 滑 段 被 挖 除 ,上 部 含 碎 石 粘 土 层 受牵引生成2个较小的次级滑坡 HP1 和 HP2,滑 坡 后 缘 出 露 清 晰 ,且 前 缘 可 见 明 显 多 级 剪 出 口 。
地表裂缝及崩塌松 散 堆 积 物 引 起;其 下 部 呈 现 低 电 阻率阻闭合圈且与连续性较好的高阻地层界线较为 明 显 ,结 合 现 场 调 查 ,推 断 该 界 面 为 滑 动 面 。 在 剖 面 220~250m 的位置覆盖层较 厚,厚 度 约 12 m,且 呈 低视电阻率闭合圈,与 下 伏 中 风 化 玄 武 岩 表 现 出 的 高 阻 形 成 明 显 界 线 ,拟 推 断 为 滑 动 面 。
数据处理采 用 RES2DINV 自 动 迭 代 反 演 程 序 经 过 重 复 观 测 剖 面 选 择 ,坏 数 据 点 剔 除 ,纵 向 与 横 向 滤波,地形改正 等 处 理 环 节。 其 正 演 过 程 采 用 有 限 元法,反 演 采 用 最 小 二 乘 反 演,迭 代 次 数 3~5 次, RMS < 10%,最 终 得 到 的 高 密 度 视 电 阻 率 断 面 图 形 象 、直 观 地 反 映 地 电 断 面 的 电 性 分 布 、岩 土 体 的 界 面形态。但是其对界面深度的解释属于定性结论, 而埋 深 需 要 用 钻 孔 资 料 验 证。具 体 处 理 流 程 见 图 1。
1 引言
滑坡是高速公路建设中较为常见的一种地质灾 害现象,主要表现为 组 成 边 坡 的 部 分 岩 土 体 沿 一 定 的软弱面或者软弱带整体地或者分散地顺坡向下滑 动的现象[1,2]。为了 发 现 隐 患,消 除 危 害,有 效 而 经 济 地 采 取 滑 坡 整 治 措 施 ,必 须 对 滑 坡 进 行 勘 察 ,查 明 滑 动 面 的 位 置 、埋 深 和 地 下 水 的 活 动 特 征 ,确 定 滑 坡 体的几何形态,为滑 坡 治 理 设 计 提 供 科 学 的 依 据 及 合理的 建 议 。 [3,4] 在 岩 土 体 结 构 上,滑 坡 体 的 滑 动 面 或 软 弱 结 构 面 ,通 常 结 构 较 为 松 散 ,且 含 泥 和 含 水 量 高 ,与 滑 坡 体 以 及 下 伏 的 基 床 相 比 ,表 现 出 明 显 的 低电阻率特征,滑坡 的 这 些 地 质 特 征 和 地 球 物 理 特 征,为采用高密度电 阻 率 法 查 明 滑 坡 的 空 间 分 布 特 征提供了可能。高密度电阻率法已广泛地应用于滑 坡勘察,显示出了很好的应用效果 。 [5]
3 野外工作方法
本次高密度电阻率法采用 DUK-2 A 型多功 能
第 22 卷 第 3 期
杨 德 龙 、朱 丽 丽 、黄 凡 ,等 :高 密 度 电 阻 率 法 在 某 滑 坡 探 测 中 的 应 用
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数字直流(激电)仪和 DUK-2 A 型 多 路 电 极 转 换 器 进行数据采集,每条测线布设60 个电极,极距 5 m, 单条剖面最大 长 度 为 295 m,使 用 温 纳、施 伦 贝 尔、 偶极装置对比选取较好效果。
第22卷 第 3 期 2 0 1 1 年 9 月
地质灾害与环境保护
Journal of Geological Hazards and Environment Preservation
文 章 编 号 : 1006-4362(2011)03-0012-04
Vol.22, No.3 September 2011
根据 现 场 地 形 地 貌 及 地 质 灾 害 的 特 征,结 合 本 次 物 探 的 目 的 与 任 务 ,共 布 设 两 条 电 法 剖 面 ,采 用 十 字 型 交 叉 剖 面 ,对 整 个 滑 坡 体 进 行 控 制 测 量 ,具 体 见 图 2。
图3为 W1-W1′剖面高密度视电阻率解译剖面
地形起伏较大,原 始 斜 坡 坡 度 一 般 为 25°~30°。 开 挖边坡最高为 60 m,岩 层 产 状 平 缓,形 成 地 势 开 阔 的 缓 丘 地 貌 。 坡 体 地 表 植 被 较 发 育 ,以 灌 丛 林 为 主 , 局 部 上 边 坡 发 育 松 、杉 等 高 大 乔 木 。
勘察工区内主要出露地层为古生界的二叠系和 新生界的第四系。从新到老简述如下:第 四 系(Q): 褐色、褐 黄 色 粘 土、粉 质 粘 土,砂 砾;二 叠 系 上 统 (P2):峨嵋山玄 武 岩 组 (P2β),为 暗 绿、暗 灰、灰 黑 色 斑状玄武岩、拉斑 玄 武 岩,为 勘 察 区 主 要 出 露 基 岩。 玄武岩裂隙十分发 育,勘 察 区 地 下 水 类 型 主 要 为 基 岩 裂 隙 水 ,局 部 为 松 散 堆 积 层 孔 隙 水 。
勘察 工 区 处 于 川 滇 南 北 构 造 带 之 东,南 岭 东 西 向构造带之北,新 华 夏 构 造 体 系 最 西 边。 沿 线 区 域 一 级 褶 皱 构 造 带 主 要 由 罗 州 -赫 章 背 斜 ,褶 皱 构 造 轴 向 约 NE20°~40°,岩 层 倾 向 为 NW 或 SE,倾 角 5°~38°。距离较 近 的 断 层 有 垭 都 断 层 等,该 断 裂 为 非 活 动 断 层 ,区 域 地 质 稳 定 性 较 好 。 4.2 资 料 分 析 与 解 释
图 2 物 探 测 线 及 钻 孔 布 置 平 面 图 Fig.2 Layout plan of geophysical measuring lines and boreholes
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地质灾害与环境保护
2011 年
图,W1-W1′剖面走向为 150°,地 形 呈 北 高 南 低 的 趋 势。在剖面190~295m 植被相对较为茂密,在110 ~190m 之间出 现 不 同 程 度 开 裂、下 挫 等 坡 体 滑 动 的 迹 象 ,在 测 线 前 端 有 两 处 泉 水 出 露 。 由 图 3 可 见 , 在剖 面 10~180 m 的 位 置,表 层 整 体 呈 现 相 对 高 阻,中下部为相对 低 阻 区,且 呈 圈 闭 状,底 部 初 见 相 对高 阻 区,分 析 认 为 180 m 处 为 一 级 滑 动 面 的 后 缘 ,平 台 下 挫 后 在 后 缘 形 成 拉 裂 缝 ,且 地 表 碎 石 土 较 为 干 燥 ,因 此 剖 面 表 层 呈 现 相 对 高 阻 ,中 下 部 相 对 低 阻区为软弱层含 水 所 致;在 剖 面 195~280 m 位 置,
图 3 高 密 度 视 电 阻 率 解 译 剖 面 图 (W1-W1′) Fig.3 W1-W1′profile of high-density resistivity
图4为 W2-W2′剖面高密度视电阻率解译剖面 图,W2-W2′剖 面为垂直坡向布置,方向为 80°,剖 面 两 端 地 形 起 伏 较 大 ,中 间 部 位 较 平 缓 ,覆 盖 层 厚 度 变 化 相 对 较 大 以 残 坡 积 为 主 ,下 伏 基 岩 为 玄 武 岩 ,视 电 阻 率1 100~3 000Ω·m。 从 图4 可 以 看 出 ,在 剖 面 的130~170 m 之 间 地 表 呈 现 高 阻 晕 团,拟 推 断 为
表层视电阻率较下 部 相 对 较 高,分 析 认 为 该 段 第 四 系覆盖 层 较 为 疏 松,透 水 性 较 好,而 在 280 m 的 位 置为二级滑坡的后 缘,平 台 轻 微 下 挫 且 地 表 有 多 条 拉裂缝,其下部基 岩 结 构 松 散,岩 体 破 碎,风 化 较 严 重 ,裂 隙 发 育 ,富 水 性 好 ,从 而 在 该 段 出 现 低 阻 圈 闭 。 拟推断滑 动 面 为 表 层 相 对 高 阻 与 其 下 伏 低 阻 的 界 线,形态 如 图 3 所 示。 剖 面 上 ZK03 钻 孔 揭 露 滑 面 埋深2.7 m,ZK02 钻 孔 揭 露 滑 面 埋 深 9.85 m 和 11.4 m,ZK01 钻 孔 揭 露 滑 面 埋 深 9.48 m,通 过 与 钻 孔 资 料 对 比 ,推 测 滑 面 埋 深 与 钻 孔 资 料 吻 合 较 好 。
图 1 高 密 度 电 阻 率 法 处 理 流 程 图 Fig.1 Processing flow chart with the high-density
resistivity method
4 工程实例
4.1 勘 察 工 区 概 况 勘 察 工 区 日 期 : 2011-06-09 改 回 日 期 : 2011-07-28
2 高密度电法工作原理
高密 度 电 阻 率 法 是 一 种 阵 列 勘 探 方 法,实 质 属 于 直 流 电 法 ,其 基 本 原 理 与 常 规 电 阻 率 法 相 同 ,都 是 以不同岩石之间导 电 性 能 差 异 为 基 础,通 过 接 地 电 极在地下建立人工 电 场,以 电 测 仪 器 观 测 因 不 同 导 电地质体存在时地 表 电 场 的 变 化,但 其 电 极 布 设 是 一次完成的,减少了 因 电 极 设 置 而 引 起 的 故 障 和 干 扰 。 [6] 采用的装置 是 一 种 组 合 式 剖 面 装 置,集 电 剖 面法和电测深法的特点为一体的一种地学层析成像 技术。实际上是多种排列的常规电阻率法与资料自 动反演处理相结合 的 综 合 方 法,自 动 的 多 种 电 极 排 列方式的扫描测量,可 以 获 得 地 层 横 向 和 纵 向 地 电 断面结构特征的地质信息。
高密度电阻率法在某滑坡探测中的应用
杨 德 龙1,朱 丽 丽2,3,黄 凡1,葛 宝2,3,董 湘 龙2,4
(1.贵 州 省 公 路 工 程 集 团 有 限 公 司 ,贵 阳 550002; 2.成 都 理 工 大 学 地 质 灾 害 防 治 与 地 质 环 境 保 护 国 家 重 点 实 验 室 ,成 都 610059;
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