李升科，鐘燕青

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246000）

高密度電阻率法是集常規(guī)的電阻率法(電測(cè)深和電剖面)于一體的一種多裝置、多極距的組合方法。它具有一次布極即可進(jìn)行多點(diǎn)、多極距和多參數(shù)數(shù)據(jù)采集的優(yōu)點(diǎn)。其顯著特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采樣高、信息量大，因而能全面地反映出測(cè)量斷面的電性特征。數(shù)據(jù)處理中通過電阻率反演成像和求取比值參數(shù)可突出異常信息從而達(dá)到高效率、高精度、高分辨解決地質(zhì)問題的效果。

1 概況

因降水頻繁，宣城市東村王街一處山體發(fā)生地質(zhì)滑坡現(xiàn)象，為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的繼續(xù)發(fā)生，對(duì)該地區(qū)進(jìn)行了地面物探高密度電阻率法工作，本次工作目的是為詳細(xì)查明現(xiàn)狀滑坡體右緣山坡的結(jié)構(gòu)及斷層分布特征，向周邊進(jìn)行較大范圍的延伸，為下一步治理和施工設(shè)計(jì)提供物理依據(jù)。

2 高密度電阻率法的實(shí)際應(yīng)用

2.1 方法原理、裝置選擇及儀器性能指標(biāo)

高密度電阻率法是預(yù)先將所探測(cè)剖面位置的所有電極布設(shè)好，經(jīng)人工選擇觀測(cè)裝置，由儀器自動(dòng)控制程序分別接通所需位置的電極，分層采集數(shù)據(jù)，得到高精度電阻率剖面。通過試驗(yàn)工作，本區(qū)高密度電阻率法的溫納裝置(α裝置)地質(zhì)效果較好，故在本測(cè)區(qū)采用該裝置進(jìn)行觀測(cè)。其觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)置如下圖所示。

圖1 高密度電法的觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)置圖

本次高密度電法選擇采集參數(shù)為120個(gè)電極，電極距為1m，采用溫納裝置(α裝置)采集1～39層。

本次高密度電法工作所采用的儀器為重慶精凡科技有限公司生產(chǎn)的EDJD-1高密度電阻率法觀測(cè)系統(tǒng)，儀器精度滿足出廠要求，在施工過程中，儀器的數(shù)據(jù)存貯和輸出數(shù)據(jù)功能正常，無差錯(cuò)出現(xiàn)。在施工過程中定時(shí)檢查儀器的內(nèi)置電源并及時(shí)充電，保證了儀器的正常工作。

2.2 測(cè)網(wǎng)布置

本次地面高密度電法共布設(shè)3條線，詳細(xì)布置見下圖。

圖2 測(cè)網(wǎng)布置圖

3 高密度電阻率法的測(cè)量成果

3.1 資料整理、處理

高密度電阻率法資料處理首先是把野外實(shí)際點(diǎn)位的高程數(shù)據(jù)添加到高密度野外獲得的原始資料中，在此基礎(chǔ)上利用瑞典高密度軟件用最小二乘反演程序進(jìn)行反演計(jì)算，使用的二維模型根據(jù)實(shí)測(cè)視電阻率的相關(guān)數(shù)據(jù)段把地下空間分為N塊，然后不斷地?cái)M合這些塊的電阻率，直至正演計(jì)算出的視電阻率擬斷面與實(shí)測(cè)擬斷面相吻合或基本吻合為止。為了獲得最佳效果，本次模式細(xì)化采用單位電極距的作為寬度的模型單元，正演模型子例程的網(wǎng)格類型選用最精細(xì)網(wǎng)格，并選擇了相鄰電極間4個(gè)節(jié)點(diǎn)來獲得較準(zhǔn)確的視電阻率計(jì)算值，最后得到帶有實(shí)際地形數(shù)據(jù)的等值線擬斷面圖。

3.2 解釋推斷成果

經(jīng)過對(duì)所獲取的高密度電法資料進(jìn)行整理、處理，本次高密度電法工作各測(cè)線電性特征如下。

3.2.1 1線電性特征

圖3 1線電阻率等值線圖

圖4 1線反演模型電阻率斷面圖

從電阻率等值線圖上看，電阻率表現(xiàn)為淺部低阻，深部高阻，最小值50Ω·M，最大值926Ω·M，平均值476Ω·M。

經(jīng)過反演之后，電阻率在地表3m以內(nèi)明顯呈低阻，為含水較豐富所致；在55號(hào)點(diǎn)和105號(hào)點(diǎn)分別存在一條近乎垂直地表的斷裂構(gòu)造帶，120～130號(hào)點(diǎn)在深度10m～18m可見一個(gè)橢圓狀高阻區(qū)。

3.2.2 2線電性特征

圖5 2線電阻率等值線圖

圖6 2線反演模型電阻率斷面圖

2線為沿著滑坡區(qū)域布置的測(cè)線，在電阻率等值線圖上，最小值45Ω·M，最大值1015Ω·M，平均值457Ω·M，在55號(hào)點(diǎn)和95號(hào)點(diǎn)深部見兩個(gè)高阻區(qū)，經(jīng)過反演之后，地表均表現(xiàn)為低阻，50～120號(hào)點(diǎn)之間均為滑坡堆積，95號(hào)點(diǎn)仍表現(xiàn)為高阻區(qū)，在50號(hào)點(diǎn)存在一個(gè)垂直地表的分界面，在地質(zhì)勘查為斷裂構(gòu)造帶，滑坡可能因?yàn)閺?qiáng)降水沖擊此構(gòu)造帶所致。

3.2.3 3線電性特征

圖7 3線電阻率等值線圖

圖8 3線反演模型電阻率斷面圖

該線為垂直滑坡所布設(shè)，3線61號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)1線68號(hào)點(diǎn)，3線85號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)2線70號(hào)點(diǎn)，電阻率等值線圖與反演模型電阻率斷面圖均對(duì)應(yīng)良好。經(jīng)統(tǒng)計(jì)3線電阻率最小值46Ω·M，最大值1140Ω·M，平均值483Ω·M。經(jīng)過反演之后，3線33～70底部為高阻，70～100為滑坡堆積層，地表表現(xiàn)為低阻。

本次地面高密度電法測(cè)量工作，基本查明巖層的地下電性分布情況，在工作范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯順層滑坡的構(gòu)造特征，不會(huì)繼續(xù)發(fā)生地質(zhì)滑坡現(xiàn)象，已發(fā)生的滑坡體為2線50號(hào)點(diǎn)垂直地表的構(gòu)造在地表出露，經(jīng)過雨水沖擊所致。

4 結(jié)束語

目前，在確認(rèn)滑坡面的過程中，高密度的應(yīng)用非常廣泛，通過高密度電法對(duì)滑坡體進(jìn)行具體的測(cè)量與勘查，從而獲取了大量可靠的數(shù)據(jù)資料與圖件。并且通過這些資料與圖件，能夠比較清晰具體地了解到某一滑坡體的具體形態(tài)、大致規(guī)模以及本身的結(jié)構(gòu)。

對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查是運(yùn)用高密度電法的必要前提，通過這些地質(zhì)資料進(jìn)行仔細(xì)分析，再結(jié)合滑坡具體成因進(jìn)行滑坡面的確定，并且提出改善勘探效果的建議，以及為滑坡的治理提供可靠、有利數(shù)據(jù)，從而更好地預(yù)防和控制滑波的發(fā)生。