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物探技术在滑坡地质灾害中的应用研究

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  摘要:本文针对以滑坡为主的地质灾害所形成的原因,来分析物探技术,重点介绍高密度电阻率法和瑞雷波法在各类地质灾害中的实际应用。
  关键词:物探技术;滑坡地质灾害;应用研究
  中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
  
  对于滑坡、泥石流等地质灾害的深入研究,成为了一项刻不容缓的而且具有重大社会意义的工作,加强对其研究会在一定程度上减小这类地质灾害对于人类的损失。作为一项新的科研成果,物探技术成为了现代针对滑坡、泥石流等地质灾害的一项重大发明,作为一项新的现代化的勘探技术,它具备了准确、省时省力、经济、全面性的特点。因此,它在各类地质灾害的勘探与调查中起到了非常重要的作用。本文针对以滑坡为主的地质灾害所形成的原因,来分析物探技术,重点介绍高密度电阻率法和瑞雷波法在各类地质灾害中的实际应用。
  一滑坡的形成
  首先滑坡形成的原因一般由于地势坡度较大,因此对于向下的势能就会非常大。由于外力的作用下,或者经过暴雨的冲刷与渗透,就会大大的加剧了滑坡发生的可能性。我国大部分地形呈复杂的多样性,山区地形切割形态较为严重,能够容易形成滑坡地质灾害的地形分布就会比较集中,容易引起连带的滑坡或泥石流等地质灾害。
  在土质或者岩质的边缘,地下水的作用会相当的明显,由于地下水的作用,会导致岩层的逐级沙化,同时,会使岩层间的压力增大。再加上水的渗透作用,会向上产生很大的浮力,日久天长,就会使得岩层的抗冲击度大大降低,形成软弱面,当这一软弱面一旦受到外力的作用,就很容易产生滑坡、泥石流等灾害。
  岩层的构造条件也是形成滑坡的重要条件之一。由于不断的开采,导致了岩层形成非常严重的断裂带,这样就大大的为地下水的渗透创造了条件。土体结构跟其性质是形成滑坡、泥石流、坍塌等,地质灾害的基础,能够形成滑坡的岩层由于长时间的风吹日晒,大多已经变成了碎石屑,变的非常软弱,已经逐步变的沙化、泥化,很容易形成各类地质灾害。在这些断裂带上是极易发生滑坡的,因此,断裂带就成为了滑坡的方向。
  二容易引发滑坡的几大因素
  首先,夏季为暴雨的多发季节,灾害性的降雨会与地下水相结合,使土层岩层的防御能力更加的弱小,这基本上已经成为了形成滑坡的主要因素。连续的强降雨在一定程度上就极易造成滑坡、泥石流、坍塌等地质灾害。同时,地震的发生也是发生滑坡、泥石流等地质灾害的重要因素。由于地震而诱发的滑坡灾害非常的严重,因此,在地震的高发地区的居民区、工业区,要切合实际的考虑到能够引起滑坡等地质灾害的因素,要给与重视。当然,各类地质灾害引发的原因不可缺少的还有人为因素,人类的建筑工程需要用的山石,大面积的切割就容易让山体形成断裂面,修建公路跟铁路,也会对山体造成极大的破坏。根据相关的报道,近些年,滑坡等地质灾害的引发,至少有一半甚至超过一半的因素都是人为的因素造成的。所以,人类的无限制的挖掘开矿,大量的建筑工程对于地质灾害的形成也有着不可推卸的责任,相信从一幕又一幕的悲剧当中,人类能够警醒。
  三物探技术在地质灾害勘探应用
  工程物理勘探在灾害勘探工作中属于一种比较新的科学技术,对地质灾害的调查,勘探及评估都产生了较为重要的影响,给予了较为科学的依据,使相关部门能够得到较为有效的使用数据。此方法的主要特点为快速,准确,全面,经济。近些年来,勘探工作应用于滑坡,地面塌陷,采空区,岩溶土洞等地质灾害中,取得了很好的调查结果,得到较好的实践效果。
  物探在地质灾害勘察中主要任务是进行预测和监测,预测时可以充分应用所在区域的地质信息,如地质灾害容易发生地区的地质结构特点,进行最初的预测工作(初步预测),将地质灾害范围目标划定,然后进一步展开调查研究。初步预测,将目标区域进行划分,分析目标地质结果特点及发展变化规律,选择适当的技术方法对目标地质进行扫描勘探,明确目标地质所具有的化学形态情况,并统计埋藏深度反映出来的数据结果,整理成必要文件。结合现有技术,客观评估调查区域地质灾害存在的风险状况,研究下一步计划和治理方案。监测工作是在得到真实数据之后,利用计算机进行精确处理,并输出各类地质解释图。按照发生地质灾害的背景条件,分析统计地质数据,根据地质灾害体的分布情况,判断形成地质灾害的状态,对其是否继续扩大发展做出及时预测,并提出相关预防控制措施。
  四物探技术的实际应用
  4.1 高密度电阻率法
  高密度电阻率法是以最传统的电阻率法为基础,用人工的方法向地下输送电流,并设置多个计量点,从而在周围形成一个稳定的电场,然后,通过计算不同的计量点之间的电阻率数值。其显著特点为:数据的密度较大、效率高,从而能够直观的向我们显现出地下一切情况,其区别于以往传统电阻率法的是利用了多电极排列,然后在多个点之间进行逐个点的测量,从而能够获得更为丰富的信息。
  本次采用的电法装置为次级排列,采集的是,电极距为4.om,采用60根铜电极,扫描剖面16层,剖面长度236m。主要针对滑坡体侧滑面的探测。
  
  图1是根据高密度电法进行地形校正的电法效果图。由此图就可以清晰的看出,滑床基本判定为高强度风化片麻岩,采用的电阻率为300~85Om。滑坡土是碎石土,而电阻率一般情况下为30~10om,由于受岩土体中所含有水量、粘土的含量以及碎石块含量的影响,滑坡体各部分的电阻率大小一定会存在不同的差异,也是岩土的形成时代和充填物质不同所导致的结果,从颜色灰度及形状两方面均有表现。通过物探的实际情况出发,并且结合综合地址情况,资料分析情况来看,此滑坡的滑坡体的厚度最大不会超过30米,但是已经形成了连贯的趋势,假若此滑坡体继续在无序的挖掘开凿的话,会导致大面积滑坡坍塌的可能,将会给人民的生命财产安全造成极大的损失。
  4.2 瑞雷波法
  所谓瑞雷波法,指的就是利用瑞雷波的运动学特征和动力学特征,进行滑坡地质勘察的地球物理勘探方法。瑞雷波法的特征为:在显示为层状的介质中,瑞雷波具有频散的性质。当瑞雷波的波长不同时,其穿透能力也会不同。还有一个就是当介质的物理学性质不同时,瑞雷波的传播速度也不明显不同。
  工作中所选取的参数与瑞雷波的勘探效果具有很大的关系,现场的实验采用的是纵列接收采用偏移距为10m,道间距为lm,点距为5m,采样间隔为0.5ms,采样点数1024。经过反复试验,震源采用了63.5kg标贯重锤,用三脚架吊起,距离地表2一3m高处落下震击地表。接收采用了4Hz检波器接收。
  
  图2瑞雷波效果图
  根据瑞雷波效果图所呈现出来的数据显示,滑坡体为第四系碎石土,面波波速为200一500ms,滑床面波波速800一1200ms。从这张效果图中完全可以看出,岩石层中的碎石程度在增加,已经到了不得不重视的程度。
  五结语
  综上所述,切合实际利用各种物探技术打好提前量,争取能做到提前预知的效果,提前做好防灾害准备。可以说物探技术已经成为了不可或缺的重要技术,从以上实验中可以看出,各类的地质损害程度正在加剧,这样容易导致以滑坡、泥石流为主的各类地质灾害还会不断的甚至越来越严重的对人民的生命财产安全进行损害,严重损害灾害地区的经济利益。所以,我们要充分的利用勘探技术做好准备。
  参考文献
  [l]陈仲候,王兴泰等.工程与环境物探教程[M].北京:地质出版社,1993.
  [2]刘云祯.多道瞬态面波勘察技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

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