地质雷达在地质灾害防治中的应用

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1、地质雷达在地质灾害防治中的应用地质雷达在地质灾害防治中的应用摘要：地质雷达是地质勘探的一种有效的勘探方法，其应用范围还在不断扩大。本文结合笔者工程实践，对探地雷达的探测原理及其应用于地质灾害调查方面的可行性进行了分析阐述，通过地质雷达在地裂缝、岩溶塌陷、滑坡以及活动断裂调查中的应用实例分析。　　关键词：地质雷达；地质灾害；调查　　　　地质灾害是由于各种(自然的或人为的)地质作用导致地质体或地质环境发生变化，给人民的生命财产、生存环境以及国家建设造成损失的灾害事件的统称。近年来，许多地区各种地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)频发，给当地的经济建设和人民生命

2、财产安全构成了严重威胁。我们知道，任何地质灾害的发生、发展都会引起地球物理场的变化，因此，加强对地质灾害勘查与治理过程中的物探工作研究是当今环境地质工作中的一项重要课题。　　1.地质雷达用于地质灾害调查的可行性　　常见的地质灾害主要有地震、地裂缝、地面沉降、岩溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。严格地讲，任何一种地质灾害的发生都会在介质(土壤、岩层等)中留下痕迹，即通常所说的介电界面，如地裂缝留下的裂隙、活动断裂留下的破碎带、滑坡留下的滑脱面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，这些界面两侧介质的物性差异很大，致使电磁波穿过该界面时的反射能量发生增减、波形幅值出现明显变化，据

3、此可解译出该界面的准确位置及大致形态等相关信息，因而，探地雷达用于地质灾害调查是可行的。并且由于使用了高频、宽频带、短脉冲及高速采样等技术，其探测精度及速度均高于其它种类的物探手段。　　2.地质雷达在地质灾害调查中的应用　　2.1工程概况　　工程位置位于重庆市沙坪坝区歌乐山镇天池村、新开寺村，该区地表主要岩性为灰岩，区内横向河谷发育，水源丰富，地表灰岩有溶蚀环境。该区域近年多次发生塌陷地质事故，部分民房出现不均匀沉降、开裂等不良现象，且该现象有继续加剧的趋势。为提出合理的治理方案，需要对该区域的岩溶分布进行较为详细的了解，故采用地质雷达对该区域进行探测。由于测区

4、位于居民区，房屋、沼气池、沟渠、地形大起伏等原因对雷达探测效果均会造成一定的不良影响。　　2.2探测原理及仪器　　探测设备为用美国地球物理公司（GSSI）的SIR-2000型地质雷达，100MHz地质雷达天线。雷达波法检测是利用高频电磁脉冲波的反射来探测目标体的，它通过发射天线向介质发射高频带、短脉冲电磁波，通过接收天线接收其反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度、能量衰减及波形变化将随所通过介质的电磁学性质及几何形态的变化而变化。介质的电磁学性质主要包括导磁率μ、导电率σ和介电常数ε，它们与介质的组成物质、密实程度密

5、切相关。根据雷达波的旅行时间、幅度与波形等实测数据，即可探测介质的构造分布及其相关深度等。测试记录如图1。　　　　　　图1：异常界面雷达典型记录　　测试按现行《水电水利工程物探规程》（DL/T5010－2005）、《城市工程地球物理探测规范》CJJ7-2007标准执行，仪器参数设置如下：增益：0～66db；采样点数：2048点；发射速率：主要为50脉冲/秒；时间窗口：500ns；滤波系统：20MHz～200MHz。　　2.3地质雷达在地质灾害调查中的应用　　2.3.1地质雷达应用范围　　2.3.1.1在地裂缝调查中的应用　　地裂缝是一种常见且比较严重的地质灾害，

6、地下水过量超采、地面不均匀沉降、断裂活动、砂土液化以及地震活动等均可引起地裂缝。由于地裂缝在地表断续出露，刚出现时规模较小，甚至宽仅数mm，不易引起人们的注意。由于其规模较小，以往常用的超声波法很难探测其横向及纵向的延伸变化情况，而使用地质雷达则可有效地解决这些问题。　　2.3.1.2在岩溶塌陷调查中的应用　　在隐伏基岩为灰岩及白云岩等可溶性岩石的地区，岩溶塌陷是一种较为常见的地质灾害，由于地下水的溶蚀作用，基岩中出现溶洞，溶洞的扩大可导致其上部覆盖层中形成土洞而造成塌陷。由于这一切均发生在地下，隐蔽性较强，不易引起人们重视，隐患也就更大。在这方面的调查中，地质

7、雷达具有较大的优势。　　2.3.1.3在滑坡调查中的应用　　在斜坡地貌发育的地区，滑坡是一种较为常见的地质灾害，地表流水的侵蚀、地下水的潜蚀和溶蚀以及工程荷载和地震作用等都可能引发滑坡。滑坡体下滑时与母体之间的分界面称滑坡面。在工程方面，为了对滑坡灾害采取有效的防治措施，首先必须要找出滑坡面。一般采用的是电测法及地震勘测法，但这两种方法的花费较高，且受地质因素的干扰较大，远不及地质雷达快速、高效和经济。　　2.3.1.4在活动断裂调查中的应用　　活动断裂作为一种巨大的灾害隐患已引起人们的注意和重视，它可以诱发地震、地裂缝以及地面沉降等多种地质灾害，危害极大，如果

8、能准确地确定出活动断裂的