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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(shè)了4條高密度電法剖面,采用溫納裝置進(jìn)行重疊探測,探測結(jié)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(jié)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(zāi)害防治研究的有效手段之一。
關(guān)鍵詞:高密度電法;滑坡群;災(zāi)害防治
0引言
我國是一個多山的國家,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),其中滑坡和崩塌類地質(zhì)災(zāi)害等最為常見。每年梅雨季節(jié)是災(zāi)害高發(fā)期,一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,其影響范圍廣、防治難度大,會嚴(yán)重?fù)p害社會經(jīng)濟(jì)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(zāi)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(zāi)害預(yù)警,又保證崩滑發(fā)生后及時進(jìn)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(shè)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(shè)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(yù)處理和反演解釋,對地下幾十米內(nèi)地層進(jìn)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(shè)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(jìn)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(guān)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。滑坡群一旦出現(xiàn)失穩(wěn),將危及滑坡群前緣坡腳廠區(qū)的安全。勘查區(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(jié)合本次野外地質(zhì)災(zāi)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。勘查區(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。滑坡體因變形破壞較大、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(jìn)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(jìn)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(yīng)位于全風(fēng)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(fēng)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。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)有一小型褶皺構(gòu)造,受該構(gòu)造影響局部巖體十分破碎。表層裸露主要為強(qiáng)風(fēng)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(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面1產(chǎn)狀為190°,∠40°,間距5~20cm,延伸長度為10~50cm;結(jié)構(gòu)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(qiáng)風(fēng)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(fēng)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(yīng)位于全風(fēng)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(fēng)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。滑坡體在地表水集中入滲、人類活動及降雨等作用下,將會發(fā)生進(jìn)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。滑坡主滑方向約為90°,后緣有明顯錯落的陡坎,坡向和巖層傾向斜交。滑坡經(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(yīng)位于全風(fēng)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(fēng)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(qiáng)風(fēng)化泥巖,屬極軟巖;BT1區(qū)域淺部為強(qiáng)風(fēng)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(jìn)而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
4結(jié)語
本次工作采用高密度電阻率法對滑坡群進(jìn)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(zāi)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