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1工程地質概況
石塘服務區位于四川省達州市萬源石塘鄉陳家壩村郭家壩,已建成的達陜高速公路(包茂高速G65)1238處,交通極為便利,擬建場地位于廖家河左岸寬緩地帶,廖家溝自NW至SE繞流場地,溝谷地帶侵蝕堆積地貌,地形相對平坦開闊,四周山丘環繞,為溶蝕洼地,臨近山峰大槽口海拔1090m,最低谷底約676m,高差約414m。溝兩岸寬緩地帶及溝內上覆第四系人工填土和沖洪積層,兩岸皆為農田,服務區分布于達陜高速公路兩側,其中西北側服務區(A區)場地為填方區,場地比較平整,場地人工邊坡高3.5~5m,坡度35°~45°;東南服務區(B區)場地為填方區,場地比較平整,填方高度約7~9m,填方土體外側未做護坡工程,坡度32°~38°。
2地球物理特征
勘探區地層結構較為單一,經現場實測,各巖層的電阻率參數。測區內各地層巖性電阻率存在一定差異,對同一巖性而言,風化破碎的程度不同,反映在電阻率上有一定差異。因此,勘探區存在進行對稱四極電測深的地球物理前提,也為查明下伏基巖的空間變化提供了地球物理特性基礎。
3對稱四極電測深法
3.1對稱四極電測深法
基本原理不同巖層或同一巖層由于成分或結構等因素的不同,而具有不同的電阻率,通過接地電極將直流電供入地下,建立穩定的人工電場在地表觀測某點在垂直方向的電阻率變化,從而了解巖層的分布特點。均質各向同性巖層中電流的分布,AB為供電電極,MN為測量電極,當AB供電時儀器測出供電電流I和MN處的電位差△V
3.2密點距密極距對稱四極電測深法
由于本次工作的勘探區位于巖溶發育地區,在巖溶地區,由于巖溶發育具有空間分布的不均勻性,隨意性的特點,這種特點導致巖溶視電阻率的變化也不同于一般的視電阻率變化所具有的規律性,為較好的反映地下巖溶的發育情況,就需要更加詳細地了解巖溶電性的變化特征。本次工作在對稱四極電測深的基礎上,在加密點距時,又加密了極距,測量時,M、N不動,A、B逐點向兩端移動跑極,得到一點的高密度數據;接著A、M、N、B同時向右移動一個點距,M、N不動,A、B逐點向兩端移動跑極,得到另一點的高密度數據,依次類推。通過對地表不同部位人工電場的掃描測量,得到視電阻率斷面圖像,由此來了解地下介質視電阻率ρS的分布,根據巖土介質視電阻率的分布推斷解釋地下地質結構。
4資料分析與解釋
勘探區共布置2條測線,對稱四極電測深法點距為2.5m,供電電壓450伏,使用儀器為重慶奔騰數控技術研究所生產的WJDJ-3,處理軟件為美國科羅拉多州Golden軟件公司生產的SUFFER反演軟件。測線一電測深點距2.5m,AB/2(max)=100m,完成電測深點27個,測線長128m。從視電阻率斷面圖推斷表層為碎石土,厚度為0~15m,基巖以灰巖為主。測線在50m~70m,深度15m~25m,視電阻率較低,推斷巖溶裂隙發育或巖體較破碎。在測線一70m處布置一勘察鉆孔1,通過鉆探結果表明在深度17m~23m出現基巖破碎帶,與推斷結果較為一致。測線二電測深點距2.5m,AB/2(max)=100m,完成電測深點13個,測線長60m。從視電阻率斷面圖推斷表層為人工填土,厚度為5~15m,基巖以泥灰巖為主。測線在10m~20m,深度15m~30m,視電阻率較低,推斷巖溶裂隙發育或巖體較破碎。在測線二10m處布置一勘察鉆孔2,通過鉆探結果表明在深度16m~28m溶蝕發育,與推斷結果較為一致。
5結論
通過對勘探區內兩條測線數據進行綜合分析,推斷該區內存在不同程度的溶蝕發育、裂隙發育或巖體破碎區域,并采用勘察鉆孔進一步驗證,與推斷結果較為一致,說明對稱四極電極測深法在巖土工程勘察中應用是可行的,同時也為工程地質評價和設計提供了依據。
作者:王本安 王詩東 單位:核工業西南勘察設計研究院有限公司檢測中心 成都理工大學地球物理學院