超高密度电法在地质灾害中应用

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1、超高密度电法在地质灾害中应用【摘要】超高密度电法仪FlashRES64数据采集不受采集装置的限制，任意排列组合ABMN的位置，61道数据同时采集，在64电极排列中，采集数据量达60000多个，是同类电法仪器的几十倍，大量的数据保证了数据反演的可靠性。本次物探工作应用该仪器大致查明了测区内覆土层的埋深情况、坍塌位置地下的空洞分布情况。【关键词】超高密度；公路坍陷；岩溶；地面沉降；地灾治理1.引言福泉市高坪乡隔山榔位置由于地质、天气和人文干扰等原因，导致公路边产生一较大塌陷坑，在塌陷坑旁侧的部分房屋地面产生塌陷、墙体开裂、地

2、基变形等地质灾害现象；这些地质灾害使当地村民的房屋受损，危及当地村民生命和财产安全，给公路上的过往车辆和瓮福磷矿的安全生产也产生了很大的安全隐患。根据现场情况，本次物探工作采用高密度电法进行测量，拟通过高密度电法测量，大致查明测区内土层的埋深情况、土质变化情况、土洞及岩溶发育情况，大致查明引起地面沉降的原因，为地质灾害治理提供物探依据。2•测区概况高坪乡隔山❷塌陷位置在公路边，公路近南北向穿过塌陷区域，公路沿沟谷近铺设，为区内高程相对较低位置，公路两侧为山坡，坡度较大，公路附近覆土较厚，公路及附近沟谷为区内泥水汇集区。区

3、内地层从新至老为：第四系（Q）、寒武系下统明心寺组和牛蹄塘组（Wlm+Uln）、震旦系上统灯影组（Z2dy）o2.1地层2.1.1第四系（Q）第四系主要为残坡堆积物、坡洪积、冲洪积形成的粘土、粉质粘土，局部为碎石土、圆砾土，碎石、质为白云岩、砂岩。地表为耕植土，地形较缓较低区域覆土层相对较厚。2.1.2寒武系下统明心寺组和牛蹄塘组（Wlm+Gln）寒武系下统明心寺组和牛蹄塘组（Wlm+Uln）：主要岩性为粉砂岩、泥岩、页岩、粘土岩。2.1.3震旦系上统灯影组（Z2dy）震旦系上统灯影组（Z2dy）：主要为灰色中厚-厚层状

4、、中-细粒白云岩、含磷质条带白云岩、粘土质硅质白云岩，局部夹透镜体泥质白云岩。岩溶微弱发育，节理、裂隙较发育。2.2构造工作区位于高坪背斜南段东翼，为一单斜构造、岩层倾向85-110°,岩层倾角4-64°,—般30-40°。区内断裂发育，有近南北向、北西向、近东西向几组，以前两组为主，皆为陡倾角断层。有一条沿公路走向分布的断层，此断层是该区地灾的形成的主要原因之一。3•地球物理特征测区内覆盖层主要为耕植土、粘土、粉质粘土、碎石土、圆砾土，耕植土、粘土、粉质粘土等视电阻率一般为中到低阻反映，碎石土、砾土等视电阻率随碎石、圆

5、砾含量的增加而增大，覆盖层的视电阻率数值和其富水性也有很大关系，一般含水量越高，视电阻率值越小，所以天气对测量值的影响也较大，通过测量和对比，覆盖层视电阻率为10Q•M-300Q•M之间。本次物探测量区域覆土层中有水管通过,水管为铁质，为低阻值反应，阻值明显小于覆土层，且视电阻率等值线分布为圈闭的近圆形低阻异常，埋深通常较浅。基岩为白云岩，视电阻率较高，（风化层节理、裂隙较发育,视电阻率较低），视电阻率一般大于200Q-M,视电阻率等值线变化较大，既有高阻圈闭的稳定体，也存在髙阻圈闭的溶洞，岩体一般呈扁椭圆形、长柱状分布

6、，且阻值分布较稳定，基岩中发育的塌陷空洞视电阻率较高，且视电阻率曲线圈闭强烈，视电阻率一般大于300Q-Mo通过视电阻率曲线的形状、大小和分布规律，可大致查明测区内土层的埋深、塌陷区发育情况。综上所述，已形成的塌陷区、正在发育的溶洞、输水管道、岩体破碎带与围岩有一定的视电阻率值差异，满足超高密度电法开展的物性条件。4•仪器设备及工作方法4.1仪器设备本次物探工作仪器使用西安澳立华勘探技术开发有限公司生产的超高密度电法仪FlashRES64,仪器使用具有世界领先水平的61通道、多电极、全波形电法数据采集系统。数据采集不受采

7、集装置的限制，任意排列组合ABMN的位置,61道数据同时采集，在64电极排列中，采集数据量达60000多个，是同类电法仪器的几十倍，大量的数据保证了数据反演的可靠性。处理软件使用澳大利亚的ZZResistivityImaging研发中心研发的FlashRES64-61通道超高密度直流电法勘探反演系统，反演中充分利用采集数据，进行反复迭代，使反演结果更接近地质模型。4.2方法选择本次物探工作的目的是大致圈定覆土层厚度，土层中已形成的土洞和正在发育的土洞的空间分布情况，探测隐伏地质体的结构和构造，地下岩溶、节理、裂隙等的发育

8、及其空间分布情况。通过前期的地质工作，大致查明土层厚度在5-40m左右。根据现场地质情况及物性特征，采用超高密度电法进行勘探，选择电极距3-5m,每条剖面电极数为64个。根据设计要求，结合现场地形地貌，测区共布设物探测线2条，剖面方向根据现场地形地貌，尽量穿过塌陷位置，基本满足控制需求。5.成果解释4.1剖面综合解释