趙福平，辛?xí)?/p>

(1.湖南省有色地質(zhì)勘查局 二四七隊，湖南 長沙 410129；2.承德石油高等?？茖W(xué)校 計算機與信息工程系， 河北 承德 067000)

山體滑坡是指斜坡上的土體或巖體，受河流或地下水活動、雨水浸泡及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿軟弱面或者軟弱帶向下滑動的自然現(xiàn)象。在滑坡體穩(wěn)定性計算與滑坡體治理方案的設(shè)計過程中，滑坡體的幾何形態(tài)、構(gòu)造情況是整個設(shè)計的關(guān)鍵，因此如何準(zhǔn)確而又經(jīng)濟地確定滑坡體的這些參數(shù)就顯得尤為重要。常用的方法是在滑坡區(qū)域內(nèi)按一定間距打探鉆或人工挖孔，這種方法所需工程量大、費用高且費時。高密度電阻率法的數(shù)據(jù)采集過程結(jié)合了電測深和電剖面兩種觀測系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)量大，在電極距較小情況下觀測精度高，對電性不均勻體有良好的探測效果[1-3]，可以實現(xiàn)對滑動面的快速定位，節(jié)約經(jīng)濟和時間成本[4-6]。

1 高密度電法基本原理

高密度電法有較高的測點密度，一次可完成一條縱橫二維的電測深斷面，它通過A、B電極向地下供電(電流為I)，然后測量M、N極電位差ΔU，從而求得該記錄點的視電阻率值(ρS=K×ΔU/I)。我們對野外采集的數(shù)據(jù)進行反演處理,可獲得蘊含豐富的地質(zhì)信息的斷面圖，通過對勘察內(nèi)橫向和縱向不均勻介質(zhì)視電阻率數(shù)值特征的分析和解譯，以此達到對目標(biāo)體進行識別的目的。高密度電法布置見圖1。

2 工程實例

2.1 工程概況

滑坡區(qū)位于株洲市某在建項目場地西側(cè)，屬于原始地貌屬丘陵斜坡，地勢西高東低，滑坡區(qū)西側(cè)最高約117.37 m，東側(cè)最低標(biāo)高約76.99 m，地面坡度10～30°。區(qū)內(nèi)出露地層主要為第四系人工填土層，第四系坡殘積層，滑坡堆積層，下伏基巖為石炭系砂巖、泥巖及泥灰?guī)r，地下水總的運動方向順勢由東往西順坡向徑流，排泄于坡腳，其滲流對滑坡的穩(wěn)定較為不利。工作工程布置見圖2。共布設(shè)5條高密度電法剖面，以查明滑動面(帶)的位置，野外工作采用WDA-1型超高密度視電阻率測深系統(tǒng)，溫納-施倫貝爾(α)裝置，電極間距3 m，電極總數(shù)60個，供電電壓270 V。

2.2 物性分析

地球物理勘探方法以地下介質(zhì)間的物性差異作為其物理前提，通過觀測、研究人工激發(fā)或天然物理場的空間或時間分布規(guī)律來達到解決工程地質(zhì)問題的目的。測量了工區(qū)內(nèi)各地層巖性的視電阻率，并對結(jié)果進行了統(tǒng)計(見表1)。

表1 巖土層介質(zhì)電性分析特征表

由表1可知，炭質(zhì)泥灰?guī)r(滑動面)電阻率值約10.0～30.0 Ω·m，遠低于下伏基巖中風(fēng)化層，存在較好的物性基礎(chǔ)。

2.3 典型剖面分析

圖3為L05測線綜合推斷結(jié)果。從圖3中可知，場地的電性特征自地表至基巖表現(xiàn)為高阻A>低阻B<高阻C，分析認(rèn)為：①淺表高阻A為風(fēng)化灰?guī)r組成的覆蓋層，巖土分界面清晰(黑色虛線所示)，與鉆孔揭露一致性較好，里程93.0～106.0 m，由于地表土層隨滑坡面下滑使下層風(fēng)化灰?guī)r出露，因而表現(xiàn)為高阻；②中部低阻B為石炭系強風(fēng)化碳質(zhì)泥灰?guī)r層，層界面清晰，與鉆孔揭露一致性。由于巖體破碎且在地下水穩(wěn)定水位以下，富水性較好，表現(xiàn)為低阻異常；③深部高阻C為石炭系中風(fēng)化層，由于本次勘探區(qū)域地層巖性復(fù)雜，地質(zhì)體含泥量及含炭量不均勻，電阻率值有所變化。基于異常分析認(rèn)為，滑動面(帶)主要為強風(fēng)化地層與中風(fēng)化地層的過渡帶處(紅色虛線所示)。

為驗證物探結(jié)果，布設(shè)了鉆孔ZK7、ZK8、ZK11、ZK15、ZK16，布設(shè)位置參見圖3。鉆探結(jié)果表明，滑動面主要為強風(fēng)化層與中風(fēng)化層界面的炭質(zhì)泥灰?guī)r層，其深度及分布范圍與物探結(jié)果高度吻合，由于早期滑舌前沿形成的臨空面遇水軟化膨脹，在地表降雨入滲的作用下降低了強風(fēng)化層巖體的抗剪強度，導(dǎo)致了滑坡。

2.4 擬三維圖像分析

為更直觀反映推斷滑坡體和滑坡面的空間分布關(guān)系，制作了擬三維切片，圖4從北北西視角主要反映垂直滑坡體的斷面異常形態(tài)，圖5從南北視角主要反映沿平行滑坡體斷面異常形態(tài)，達到了較為立體地反映基巖起伏面及滑動面空間位置的目的，為估算滑坡體方量，為滑坡治理及支護設(shè)計提供科學(xué)參考。

3 結(jié)語

通過反演后的剖面總結(jié)了高阻>低阻<高阻的“H”型三層結(jié)構(gòu)地電特征，分析認(rèn)為淺部高阻層為上覆第四系覆蓋層表現(xiàn)；中部低阻為下伏基巖強風(fēng)化層；底部高阻為中風(fēng)化層，在此基礎(chǔ)上推斷滑動面(帶)的位置、埋深及分布范圍，通過鉆探驗證取得很好的效果。此外通過擬三維切片達到了從不同視角，較為立體地反映基巖起伏面及滑動面空間位置的目的，為合理估算滑坡體方量及設(shè)計提供精確的數(shù)據(jù)依據(jù)。