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摘要:本次研究選擇某廠區(qū)的西側(cè),共3處滑坡和1處崩塌,由于滑坡群穩(wěn)定性較差,會給廠區(qū)帶來安全隱患。為盡快查明滑坡群地下電性情況,共布設了4條高密度電法剖面,采用溫納裝置進行重疊探測,探測結果清晰地揭示了滑坡群淺部中高阻和深部低阻的電性分布特征,結合鉆探資料可為滑坡群的防治提供可靠意見。高密度電法對于滑坡群電性探測是一種較為可靠的方法,可作為滑坡類地質(zhì)災害防治研究的有效手段之一。
關鍵詞:高密度電法;滑坡群;災害防治
0引言
我國是一個多山的國家,地質(zhì)災害頻發(fā),其中滑坡和崩塌類地質(zhì)災害等最為常見。每年梅雨季節(jié)是災害高發(fā)期,一旦發(fā)生地質(zhì)災害,其影響范圍廣、防治難度大,會嚴重損害社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)及安全[1-8]。因此,對崩塌、滑坡等地災防治的研究與防治意義重大,既保證崩滑發(fā)生前發(fā)出災害預警,又保證崩滑發(fā)生后及時進行治理。高密度電法是一種較快捷、高效和精確的物探方法,它可以重疊布設電極于測點上,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集和拼接,是一種較為理想的淺層物探方法[9-15]。本次研究選擇某廠區(qū)西側(cè)的滑坡群,共3處滑坡和1處崩塌,布設了4條高密度電法測線,采用溫納裝置。通過數(shù)據(jù)采集、預處理和反演解釋,對地下幾十米內(nèi)地層進行了推斷。再通過與鉆孔資料對比驗證,得出本次高密度電法效果較好。
1高密度電阻率法探測原理
高密度電阻率法利用地下不同電性異常體在供電電場作用下,產(chǎn)生不同的電位場分布。在電位場范圍內(nèi)測量地面一定距離的兩點間電位差ΔUMN或某一點電位UM,根據(jù)公式ρs=K·ΔUMN/I或ρs=K·UM/I,(K為探測裝置系數(shù),I為供電電流)即可得到視電阻率值,從視電阻率的剖面分布及變化規(guī)律可推斷地下電異常體的分布情況。高密度電阻率法的工作方法如圖1所示,首先在測線上等間距布設好一定數(shù)量的電極,通過電纜線將電極與儀器連接上。儀器可自動等量移動測點和變換供電極距、測量極距,進而完成整條測線的探測工作。與常規(guī)電阻率法相比,高密度電阻率法具有成本低、效率高、信息豐富、解釋便捷等優(yōu)點。
2測區(qū)概況
本次勘查滑坡群位于韶關市某廠區(qū)西側(cè),共3處滑坡(分別記作HP1、HP2和HP3)和1處崩塌(記作BT1),測區(qū)范圍示意圖見圖2、圖3?;氯阂坏┏霈F(xiàn)失穩(wěn),將危及滑坡群前緣坡腳廠區(qū)的安全??辈閰^(qū)屬丘陵地貌區(qū),邊坡主要為人工邊坡,坡度約為20°~40°,植被主要以松樹、灌木和雜草為主。結合本次野外地質(zhì)災害調(diào)查和鉆孔揭露資料,勘查區(qū)山體淺表層的殘積土層較厚,地表部分巖石裸露??辈閰^(qū)地層出露地層由上至下為第四系殘坡積層(Qel+dl4),石炭系下統(tǒng)梓門橋組(C1z)及下統(tǒng)測水組(C1c2),產(chǎn)狀65°~80°,∠45°~60°。
2.1HP1特征
滑坡主滑動方向130°,長約91m,寬約238m,前后緣高差約30m,滑坡后緣陡坎約1.1m?;麦w因變形破壞較大、土體較多,且滑坡體北側(cè)前緣為廠區(qū),為減小滑動土體對廠區(qū)的威脅,對滑坡體北側(cè)坡表松散土體進行了人工清理,形成了不規(guī)則的三級邊坡;滑坡體南側(cè)坡表松散土體未進行清理,前緣土體已覆蓋坡腳水溝。根據(jù)鉆探取心資料、滑坡變形破壞特征及滑坡微地貌形態(tài)綜合分析,滑動面應位于全風化泥巖層中,滑動面平均深度4~6m,滑坡體物質(zhì)組成為殘坡積土和全風化泥巖,平均厚度約為5m,體積約6.8×104m3,屬淺層大型土質(zhì)滑坡。
2.2BT1特征
該崩塌主要因為人工開挖坡腳產(chǎn)生,巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定性較好?,F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)有一小型褶皺構造,受該構造影響局部巖體十分破碎。表層裸露主要為強風化砂巖層,局部夾有泥質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖和泥巖,巖層產(chǎn)狀為70°,∠65°,發(fā)育有多組結構面。結構面1產(chǎn)狀為190°,∠40°,間距5~20cm,延伸長度為10~50cm;結構面2產(chǎn)狀為280°,∠40°,間距15~25cm,延伸長度為20~40cm。根據(jù)鉆探取心資料和崩塌的變形破壞特征分析,潛在的崩塌體為強風化砂巖層,其平均厚度約為1~2m,體積約300m3,屬小型巖質(zhì)崩塌。
2.3HP2特征
該坡體中部較裸露,可見有全風化泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,局部夾有煤線露頭,巖層產(chǎn)狀60°,∠45°。HP2滑坡體受滑動變形影響,坡表土體支離破碎,有多處發(fā)生淺表層次級滑動小型滑坡,部分淺表層的土體已完全滑落脫離母體。前緣局部排水溝已被滑坡體掩埋,坡腳抗滑樁有輕微變形。根據(jù)鉆探取心資料、滑坡變形破壞特征和滑坡微地貌形態(tài)綜合分析,滑動面應位于全風化泥巖層中,滑動面平均深度4~6m,滑坡體物質(zhì)組成為殘坡積土、全風化泥巖,其平均厚度約為5m,體積約8.6×104m3,屬淺層大型土質(zhì)滑坡?;麦w在地表水集中入滲、人類活動及降雨等作用下,將會發(fā)生進一步變形破壞。
2.4HP3特征
由于人類活動開挖坡腳而形成,受滑坡變形影響,坡腳水溝出現(xiàn)局部變形和破壞?;轮骰较蚣s為90°,后緣有明顯錯落的陡坎,坡向和巖層傾向斜交?;陆?jīng)過多次滑動變形,滑坡體整體較松散,坡體中后部可見四級錯臺,錯臺呈圈椅狀,近平行于滑坡后緣圓弧發(fā)育,錯臺高50~80cm,延伸長度4~6m,表明滑坡體表面發(fā)育有多個次級滑動,坡體表面和前緣的植被受滑坡滑動變形影響發(fā)生傾斜。根據(jù)鉆探取心資料、滑坡變形破壞特征和滑坡微地貌形態(tài)綜合分析,滑動面應位于全風化泥巖層中,滑動面平均深度約5~7m,滑坡體物質(zhì)組成為殘坡積土、全風化泥巖,屬淺層中型土質(zhì)滑坡。
3成果資料解釋及鉆孔驗證
從圖4和圖5可以看出視電阻率曲線從上到下遞減變化,呈現(xiàn)出淺部中高阻,深部低阻的分布特征,根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆探資料,HP1和HP3區(qū)域淺部為粉質(zhì)黏土,深部為強風化泥巖,屬極軟巖;BT1區(qū)域淺部為強風化砂巖,深部為粉質(zhì)黏土;HP2區(qū)域局部夾有煤線露頭,其電阻率值相對其他地方更低。由于地表水下滲后,集中在滑坡體下部,故呈現(xiàn)淺部高阻,深部低阻的特征。由此推測,在人類活動及降雨等因素影響下,坡體底部將會優(yōu)先發(fā)生變形破壞,進而引發(fā)地質(zhì)災害。
4結語
本次工作采用高密度電阻率法對滑坡群進行探測,取得了較好的效果。反演剖面圖揭示了滑坡群“淺部高阻,深部低阻”分布特征。此外,高密度電法對于滑坡群探測是一種較為可靠的方法,可作為滑坡類地質(zhì)災害防治研究的一種手段,具有重要的實際參考價值。
作者:劉飛 單位:核工業(yè)二九○研究所