魏路 肖永紅
摘要高密度電阻率法在滑坡勘查中應(yīng)用較廣泛。安徽省全椒縣黃洼組滑坡屬于典型的牽引式滑坡。通過(guò)布置2條不同方向的高密度電阻率法勘探線,查明了滑坡體的形態(tài)特征。經(jīng)過(guò)鉆探驗(yàn)證,高密度電阻率法推斷解釋成果與鉆探成果一致,取得了較好的勘探效果,為后期的治理施工提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞高密度電阻率法;滑坡;全椒縣;黃洼組
中圖分類號(hào)P642.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2017)21-0206-02
Application of High Density Resistivity Method in Exploration of Huangwazu Landslide
WEI Lu,XIAO Yonghong
(Anhui Institute of GeoEnvironment Monitoring,Hefei,Anhui 232001)
AbstractHigh density resistivity method was applied extensively in exploration of landslide. The Huangwazu landslide was a typical landslide in Quanjiao County of Anhui Province. Two exploration lines of high density resistivity were laid from different directions,and found out the characteristics of landslide body. The results of the high density resistivity method were consistent with the results of drilling,the results were good and provided the basis for the construction of the late period of treatment.
Key wordsHigh density resistivity method;Landslide;Quanjiao County;Huangwazu
黃洼滑坡位于安徽省全椒縣城北部石沛鎮(zhèn)河南村黃洼組,距石沛鎮(zhèn)政府約12 km,距全椒縣城約24 km,滑坡后緣中心點(diǎn)坐標(biāo):118°03′31″ E,32°11′28″ N?;潞缶墳榱值兀w上部為居民建筑物,前緣為田地,覆蓋率約80%。
據(jù)調(diào)查訪問(wèn),滑坡初滑于2003年,滑坡后緣土體出現(xiàn)下滑現(xiàn)象,并形成圈椅狀地貌,陡坎長(zhǎng)50 m,呈S形。為了進(jìn)一步了解滑坡性質(zhì),確定主滑動(dòng)面的位置和形態(tài),采用高密度電阻率法對(duì)人形組滑坡進(jìn)行勘查。
1滑坡地質(zhì)概況
1.1工程地質(zhì)條件
場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層為第四紀(jì)松散巖類和巖體,又可分為碎屑巖巖組、碳酸巖巖組。第四紀(jì)松散巖類主要巖性為坡洪積粉質(zhì)黏土、碎石土及人工填土,整個(gè)坡體均有分布,一般厚度2~4 m,東北厚西南??;西南部坡體巖石多裸露,出露地層主要為震旦系燈影組灰?guī)r,松散蓋層一般較薄,在裸露區(qū),地表可見(jiàn)有溶蝕裂隙、溶洞等,局部巖體破碎。區(qū)內(nèi)東北側(cè)超覆白堊系赤山組紅層砂巖。
1.2水文地質(zhì)
場(chǎng)區(qū)主要為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水2種類型。
1.2.1松散巖類孔隙水。
分布于山體坡腳第四系坡洪積層,一般屬潛水性質(zhì),主要含水層為坡洪積粉質(zhì)黏土、碎石土及人工填土,揭露厚度3.0~8.0 m??紫端植加谛逼律?,地下水補(bǔ)給及徑流通暢,地下水迅速向坡下滲流,不利于地下水的賦存,水量貧乏,雨季時(shí)節(jié),局部有上層滯水。
1.2.2基巖裂隙水。
分布在勘查區(qū)基巖中,主要為基巖風(fēng)化裂隙水及巖溶裂隙水,含水層巖性為紅層砂巖,地下水儲(chǔ)存于風(fēng)化裂隙中,分布不均勻,以潛水為主,局部具承壓性質(zhì)。地下水主要接受大氣降雨補(bǔ)給,由于區(qū)內(nèi)地形高差較大,地下水徑流較通暢,順山坡排泄于山腳,水量貧乏。地下水動(dòng)態(tài)較不穩(wěn)定,雨季和降雨后地下水位上升,水量增大;枯水期地下水位降低,水量減少。地下水補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水及側(cè)向滲流,地下水徑流與坡向一致。
2工作方法及解釋推斷
2.1工作方法
高密度電阻率法是以巖(礦)石的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一類電探方法,在施加電場(chǎng)作用下,地層中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律,從而達(dá)到探測(cè)地質(zhì)體的目的[1]。高密度電阻率法由傳統(tǒng)電阻率法發(fā)展而來(lái),與傳統(tǒng)的電阻率法相比,它具有高密度(小電極距,一般1~10 m)、多道(一個(gè)排列60~120根電極)、高效(一次布設(shè)完所有電極,自動(dòng)改變電極距,由淺入深自采自存)等優(yōu)點(diǎn)。施工起來(lái)效率高、成本低、解釋方便快捷、獲得的信息豐富,在小電極距下可以達(dá)到較高的探測(cè)精度,尤其適合目前滑坡勘察中目標(biāo)體埋深不大、規(guī)模較小等情況。所有這些新特征使之在滑坡勘查中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
此次工作采用4 m電極距的溫納(WN)裝置進(jìn)行施工。所謂溫納裝置,即等比對(duì)稱四極裝置,其電極排列規(guī)律是:A、M、N、B(其中A、B是供電電極,M、N是測(cè)量電極),AM=MN=NB為一個(gè)電極間距,隨著間隔系數(shù)n由nmin逐漸增大到nmax,4個(gè)電極之間的間距也均勻拉開(kāi)。該裝置適用于固定斷面掃描測(cè)量,其特點(diǎn)是測(cè)量斷面為倒梯形,電極排列如圖1所示。
2.2地球物理特征
高密度電阻率法主要是利用巖石、土體、地質(zhì)構(gòu)造的視電阻率來(lái)推斷滑坡的形態(tài)特征。坡體上覆第四系坡積土,坡體前部超覆白堊系赤山組砂巖[2-4]。主要巖性,黏土礫石的視電阻率20~50 Ω·m;滑坡體下部為全風(fēng)化殘積層,主要巖性為砂巖巖,視電阻率50~400Ω·m,滑坡體一般來(lái)說(shuō)比較松散,地表水容易下滲,導(dǎo)致電阻率降低(特別是滑坡體部位)。如果存在斷裂帶,由于水的下滲而使得斷裂帶與上、下盤(pán)圍巖通常存在電性差異,同時(shí)斷裂帶內(nèi)由于富水而導(dǎo)致電阻率降低,電阻率值因巖性不同相差較大,如黏土為 n×10 Ω·m、全強(qiáng)風(fēng)化巖層為n~ n×10 Ω·m?;麦w與未滑動(dòng)部分(即滑坡床、 滑坡體兩側(cè)及后緣不動(dòng)體)的地層在電阻率值上存在明顯的差異,一般相差 n×10~ n×100 Ω·m,這些為高密度電阻率法在滑坡勘探中提供了較好的地球物理前提[5-7]。
2.3工作布置
根據(jù)場(chǎng)地的地形、地質(zhì)條件及勘察設(shè)計(jì)圖紙,此次共布設(shè)了高密度測(cè)線2條;其中,物探QJY5基本垂直于滑坡體向,物探QJY6基本沿滑坡體走向布設(shè)(圖2)。各測(cè)線基本與設(shè)計(jì)勘察線重合。測(cè)線布設(shè)采用GPS定向,皮尺定點(diǎn)、量距。
2.4解釋推斷
滑坡的3個(gè)主要要素分別是滑坡體、滑坡床和滑動(dòng)面,一般情況下,滑坡床不會(huì)滑動(dòng),可以保持其原有的結(jié)構(gòu)而不會(huì)變形,其電阻率值相對(duì)較高;滑動(dòng)面是由滑動(dòng)面附近的土石受到揉皺、輾磨作用形成的,厚數(shù)厘米至數(shù)米,電阻率值一般相比滑坡床要小很多;滑坡體的電阻率值高低是由其狀態(tài)決定的,若滑坡體比較破碎,含土質(zhì)較多,富水性強(qiáng),會(huì)表現(xiàn)出相對(duì)低的電阻率值;若是呈大塊破碎,且含泥質(zhì)較少,富水較差,就會(huì)表現(xiàn)為高電阻率值。此外,滑坡面一般為一個(gè)隔水層,在反演圖上表現(xiàn)為電阻率較低。
滑坡前緣大約位于測(cè)線40 m處,滑坡體坡腳位置約為測(cè)線114 m處,由圖3反演圖像顯示,滑坡體電阻率較低,在測(cè)線65 m處滑坡體厚約20 m。測(cè)線40~114 m沿坡體有完整條帶狀低阻帶。坡體后緣為山體,電阻率較高,部分區(qū)域基巖裸露。
QJY6測(cè)線垂直于QJY5線布設(shè),測(cè)線位于滑坡體前緣,由圖4反演圖像顯示,表層低阻區(qū)厚度5~15 m;測(cè)線北段滑坡體較厚,南端較薄。
2.5地質(zhì)鉆探驗(yàn)證
為了驗(yàn)證上述物探成果,在上述測(cè)線所在位置布置了若干鉆孔,以驗(yàn)證高密度電阻率法的推測(cè)成果。鉆探結(jié)果顯示,中風(fēng)化基巖面埋深0~20 m,起伏較大,與高密度電阻率法取得的成果一致,說(shuō)明高密度電阻率法在該滑坡勘查中是有效的。
3結(jié)論
(1)滑坡體主要為坡積土,電阻率偏低,15~50 Ω·m,厚度2~20 m,滑床下部為中風(fēng)化砂巖,電阻率一般在50~400 Ω·m,基巖面埋藏深度10~30 m,電阻率一般大于400 Ω·m。
(2)結(jié)合勘查區(qū)的地質(zhì)及巖石物性資料,通過(guò)高密度電阻率法獲得的電性層特征,較好地揭示了滑坡體的形態(tài)特征。
(3)鉆探成果表明,此次高密度電阻率法推斷解釋是可靠的,為物探工作在滑坡中應(yīng)用的有效性提供了最直接有利的證明,并且通過(guò)物探工作的開(kāi)展,減少了一些不必要的鉆探工作,節(jié)約了勘探時(shí)間和成本。
參考文獻(xiàn)
[1] 武玉龍.高密度電法在滑坡勘查工程中的應(yīng)用與分析[J].土工基礎(chǔ),2012,26(5):102-104.
[2] 張光保.褚家營(yíng)巨型滑坡的高密度電法勘察及效果分析[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2012,27(6):2716-2721.
[3] 劉彥華,熊章強(qiáng),方根顯,等.綜合物探方法在泰井高速公路滑坡調(diào)查中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2007,4(4):295-298.
[4] 李來(lái)喜.物探在多期次巨型滑坡勘察中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2009,6(5):575-579.
[5] 程慶,庹先國(guó),葛寶,等.高密度電阻率法在四川高川茶園溝滑坡勘察中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2012,36(1):69-72.
[6] 徐昌平.高密度電法在滑坡體勘察中的應(yīng)用[J].廣東水利水電,2009(6):32-35.
[7] 王興泰.高密度電阻率法及其應(yīng)用技術(shù)研究[J].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1991(3):341-348.