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【摘要】近年來,我國地質災害時有發生,如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、水土流失、土壤鹽堿化,以及地震、火山、地熱害等,對人類生命財產、環境以及當地經濟造成難以衡量的損失。本文首先對物探技術進行簡要介紹,并就地質災害中物探技術運用進行重點分析,希望以此為地質災害勘查工作的優化及完善提供具有價值的參考憑據。
1引言
地質災害指在自然或者人為因素的作用下形成的,給人類生命財產、社會生產以及周遭環境帶來巨大破壞和損失的地質現象或作用,例如四川茂縣山體滑坡、汶川地震等。隨著我國現代化進程的加快以及科技的高速發展,地質災害檢測技術儀器以及方法也層出不窮。其中物探技術的應用可以有效改善傳統地質勘測技術中存在的問題,尤其是在地質災害防治中的應用,科學的物探技術能夠有效地幫助人們預知到地質災害的等級,監測與應對地質災害,進而最大程度地減少人類生命財產的損失。
2物探技術及使用特點
物探技術是指,通過精密的儀器設備探測相關地質對象,根據獲得的物理場分布指數信息判斷地層的結構,以查詢地下礦產資源種類的技術。物探技術被廣泛應用在地質勘察工作中,探測設備可以顯示出不同的數據,結合礦物特性,以此判斷各個礦物質種類。當前,將物探技術按照測試參數進行分類,可將其分為地震勘探、地質雷達、物探測井、放射性勘探、彈性測波以及綜合測井等。物碳技術在地質災害應用特點:①此方法能夠對淺層地質狀況完成探測,其深度既能夠是幾米,也能夠到達上百米,與此同時,勘查目標非常的廣泛,周期短,成本低。②這種方法解決問題的準確性和精度較高,因而對那些對精準度有著更高要求的勘探單位來說,能夠獲得更為理想的探測結果,滿足其在物探方面的特殊需要。③這種方法能夠快速完成勘探任務,并且不需要較大的施工場地,具有簡便易行的特點,為后續施工的按時進行提供時間上的保障。
3地質災害勘查中物探方法的應用
3.1高密度電阻率技術
該種探測技術也被稱為高密度電阻率技術,屬于在常規電法基礎上衍生出的全新地質勘察技術類型。這項技術本身是通過對巖土介質當中的現存差異,并在具體勘察當中,專門由工作人員借助相應的勘察地點來進行電場施加。然后借助所檢測的傳導電流變化與分布的情況,判定巖土本身的性質。通常較高密度的電阻率技術能夠準確的測量裝置本身的大小、位置及排列情況等,還可充分借助對地下電流分布實施監測的情況來深入探測地面電場本身變化規律,從而精準的計算出地表電阻率,最終由電阻率規律來判定巖土本身性質。
3.2淺層分辨反射波勘探技術
該項技術主要是通過多種不同類型的介質波來收集不同類型的阻抗差異。也即是當其反射波直接進入地下介質當中后,將由此產生明顯的改善。特別是當其反射波直接遭遇較大介質時,其必然將大幅度的控制和降低其反射波的振幅。然后可充分結合現有的材料來針對波幅實施深入計算與分析,由此最終明確不同層次的反射層。不過當反射波往下傳送時,也會產生相應的反射波,而這些反射波則能夠迅速的被專業勘察儀器收納并記錄再案。在其經過多種不同介質時,反射波本身的傳播途徑將由此產生多種程度類型的變化。最后針對此類變化可以準確的判定出巖土本身的性質。
3.3磁法勘探技術
一般自然的巖土礦石本身都具有相應的磁性,其所具備的磁性能夠有效的促使局部地區產生相應變化的磁場,從而直接產生地磁異常情況。借助相關儀器能夠直接發現和收集到地磁本身的異常情況。然后在此基礎上針對地質構造進行研究,這種研究的方式也被磁法勘探技術,屬于物探技術當中較為常用的技術類型。該項技術被廣泛的運用在工程地質勘察工作方面,并且由此取得了非常良好的勘察效果。在實際的工程地質勘察中,磁法勘探技術的運用,主要是所要勘探的地質實施分區處理,深入研究區域地質,明確其斷裂帶情況,包含基地構造、破碎帶等。同時還需明確劃分其多種巖土的分布范圍,并制作區域地質填圖。
3.4瞬變電磁法
瞬變電磁法屬于時間域電磁法。它遵循電磁感應原理,其機理是導電介質在階躍變化的電磁場激發下而產生的渦流場效應。瞬變場的強度及延遲時間與地質目標體的電性、規模及產狀等參數相關,根據瞬變場的特征,就可以判斷前方圍巖的性質,根據剖面測量結果可推斷出不良地質體賦存位置及規模等。
3.5地震勘探技術
地震勘探的方式具體可劃分為兩種,也即是折射波法及反射波法兩種。這兩種方式的原理主要是依據所觀察的反射波與折射波的時間場沿側線方向時空布局規律。由此來對反射面與折射面深度和地質結構加以明確。主要可通過地下介質的密度和彈性差異,借助大地對地震波的相應程度來推斷地下巖層的性質與形態。與其他類型的物探方式相對比,發現地震勘探技術其優勢非常明顯,所進行勘探工作的精度明顯更高,其探測的深度可以達到數十千米的深度。并且其本身的解釋成果較為單一,但是整個過程需要較高的成本來維持。如果科學技術不斷進步,地震勘探技術的分辨率被不斷提升,促使地下構造研究越來越精細化,對與地質地層的分布構造掌握起來越來越詳細,真正為工程建設的發展作出相應的貢獻。
4工程概況
4.1地質概況
某礦區,屬于滑坡區,層狀軟弱碎屑巖為滑坡區內主要巖體,由上部耕植土蓋層、砂巖互層以及層狀較軟泥巖構成滑坡體。微地貌為緩坡,緩坡面和軟弱泥巖產狀傾角傾向上大體一致;受風化作用、后期構造影響,巖體經常被表層切割,呈碎裂狀,巖體裂隙相對較為發育。
4.2野外工作
方法與技術裝置與儀器類型。本次勘察主要使用的是對稱四極測深裝置,也叫溫納(WENNER)裝置。以2臺DUK-2A高密度電法測量系統為主要儀器,該測量系統具有數據可靠精和準度高的優點。從圖2可以看出,測量電極為MN極,兩個供電點擊分別為AB極,始終保持兩側的對稱性,并隨深度的變化進行等比改變,接著將獲取到的數據向計算機傳輸,將其轉換成更高軟件相兼容的格式,并通過反復的演練制作成圖,以獲取地下電阻率剖面,在這一系列流程中,始終保持MN的中點為記錄點,AM=MN=NB。測網布置和操作流程。結合礦區實際情況并依據勘探的實際需求以及最終目標,將滑坡劃分為兩部分,并設置10條測線其中縱向測線4條,將方向角S控制在7°,橫向測線6條,方向角N為94°。測線號WT1-WT10,其中9條通過90道多電極、點距5m排列裝置,只有WT-5通過120道多電極、點距5m排列裝置,側線不同直接距離也不一樣,一般控制在40~60m左右。成果解譯推斷。物探勘察結果一般是通過高密度電法數據進行分析,原理具體是將從外面獲取到的數據利用計算機進行傳輸,轉換成恰當的格式,并經過反復演練,推算出最終結果。
勘察滑坡區時,利用最小二乘法對取得的電阻率數據進行反演計算,并繪制成視電阻率反演斷面圖。結合地質和鉆探探測材料,依照視電阻率值變化規律系,完成最終地質解釋。通過比較野外工程實地情況可以發現,鉆孔編號ZK-16ZK-15、ZK-10、與K-11之間作為溝壑下游開口斷開滑坡體,部分積雪融化下滲,滑坡體被上游流淌下來的冰水在溝內被混合濕土覆蓋,溝壑東部存在著面積相對較小的滑坡坡積體。有31個鉆孔布設于工作區內,程勘查中鉆孔驗證與高密度電法反演成果基本一致。實踐結果表明,滑坡體大約占全區區域面積的90%,滑體滑動方向為西北至東南方向,滑坡體以工作區內一條北東向較深的沖溝為界,從而劃分為兩個部分,即為東南滑坡區與西北滑坡區,其中東南區塊受水蝕、風化作用等影響,滑動面相對較淺,西北區滑動面后緣位于小號測點方向,通常在20~25m左右,滑動面相對比較深。
5結束語
綜上所述,物探技術應用方法是基于勘探、試驗以及結果分析,來開展滑坡地質災害勘查工作的,近幾年科技技術不斷進步,促使物探技術得以不斷翻新,各項物探技術所具備的的優勢與側重大大為不同,極大的提升了我國工程地質勘察構造的質量水平。物探技術人員應利用應用保障措施、地球物理特征、技術應用質量評價以及資料高密度處理技術,要堅持科學合理化原則,從而有效提升物探技術在地質災害勘察中的應用質量。
參考文獻
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作者:李樹根 單位:南丹縣地質環境監測站