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地质灾害防治中物探技术的作用

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【摘要】近年来,我国地质灾害时有发生,如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等,对人类生命财产、环境以及当地经济造成难以衡量的损失。本文首先对物探技术进行简要介绍,并就地质灾害中物探技术运用进行重点分析,希望以此为地质灾害勘查工作的优化及完善提供具有价值的参考凭据。

【关键词】地质灾害;防治;物探技术;运用

1引言

地质灾害指在自然或者人为因素的作用下形成的,给人类生命财产、社会生产以及周遭环境带来巨大破坏和损失的地质现象或作用,例如四川茂县山体滑坡、汶川地震等。随着我国现代化进程的加快以及科技的高速发展,地质灾害检测技术仪器以及方法也层出不穷。其中物探技术的应用可以有效改善传统地质勘测技术中存在的问题,尤其是在地质灾害防治中的应用,科学的物探技术能够有效地帮助人们预知到地质灾害的等级,监测与应对地质灾害,进而最大程度地减少人类生命财产的损失。

2物探技术及使用特点

物探技术是指,通过精密的仪器设备探测相关地质对象,根据获得的物理场分布指数信息判断地层的结构,以查询地下矿产资源种类的技术。物探技术被广泛应用在地质勘察工作中,探测设备可以显示出不同的数据,结合矿物特性,以此判断各个矿物质种类。当前,将物探技术按照测试参数进行分类,可将其分为地震勘探、地质雷达、物探测井、放射性勘探、弹性测波以及综合测井等。物碳技术在地质灾害应用特点:①此方法能够对浅层地质状况完成探测,其深度既能够是几米,也能够到达上百米,与此同时,勘查目标非常的广泛,周期短,成本低。②这种方法解决问题的准确性和精度较高,因而对那些对精准度有着更高要求的勘探单位来说,能够获得更为理想的探测结果,满足其在物探方面的特殊需要。③这种方法能够快速完成勘探任务,并且不需要较大的施工场地,具有简便易行的特点,为后续施工的按时进行提供时间上的保障。

3地质灾害勘查中物探方法的应用

3.1高密度电阻率技术

该种探测技术也被称为高密度电阻率技术,属于在常规电法基础上衍生出的全新地质勘察技术类型。这项技术本身是通过对岩土介质当中的现存差异,并在具体勘察当中,专门由工作人员借助相应的勘察地点来进行电场施加。然后借助所检测的传导电流变化与分布的情况,判定岩土本身的性质。通常较高密度的电阻率技术能够准确的测量装置本身的大小、位置及排列情况等,还可充分借助对地下电流分布实施监测的情况来深入探测地面电场本身变化规律,从而精准的计算出地表电阻率,最终由电阻率规律来判定岩土本身性质。

3.2浅层分辨反射波勘探技术

该项技术主要是通过多种不同类型的介质波来收集不同类型的阻抗差异。也即是当其反射波直接进入地下介质当中后,将由此产生明显的改善。特别是当其反射波直接遭遇较大介质时,其必然将大幅度的控制和降低其反射波的振幅。然后可充分结合现有的材料来针对波幅实施深入计算与分析,由此最终明确不同层次的反射层。不过当反射波往下传送时,也会产生相应的反射波,而这些反射波则能够迅速的被专业勘察仪器收纳并记录再案。在其经过多种不同介质时,反射波本身的传播途径将由此产生多种程度类型的变化。最后针对此类变化可以准确的判定出岩土本身的性质。

3.3磁法勘探技术

一般自然的岩土矿石本身都具有相应的磁性,其所具备的磁性能够有效的促使局部地区产生相应变化的磁场,从而直接产生地磁异常情况。借助相关仪器能够直接发现和收集到地磁本身的异常情况。然后在此基础上针对地质构造进行研究,这种研究的方式也被磁法勘探技术,属于物探技术当中较为常用的技术类型。该项技术被广泛的运用在工程地质勘察工作方面,并且由此取得了非常良好的勘察效果。在实际的工程地质勘察中,磁法勘探技术的运用,主要是所要勘探的地质实施分区处理,深入研究区域地质,明确其断裂带情况,包含基地构造、破碎带等。同时还需明确划分其多种岩土的分布范围,并制作区域地质填图。

3.4瞬变电磁法

瞬变电磁法属于时间域电磁法。它遵循电磁感应原理,其机理是导电介质在阶跃变化的电磁场激发下而产生的涡流场效应。瞬变场的强度及延迟时间与地质目标体的电性、规模及产状等参数相关,根据瞬变场的特征,就可以判断前方围岩的性质,根据剖面测量结果可推断出不良地质体赋存位置及规模等。

3.5地震勘探技术

地震勘探的方式具体可划分为两种,也即是折射波法及反射波法两种。这两种方式的原理主要是依据所观察的反射波与折射波的时间场沿侧线方向时空布局规律。由此来对反射面与折射面深度和地质结构加以明确。主要可通过地下介质的密度和弹性差异,借助大地对地震波的相应程度来推断地下岩层的性质与形态。与其他类型的物探方式相对比,发现地震勘探技术其优势非常明显,所进行勘探工作的精度明显更高,其探测的深度可以达到数十千米的深度。并且其本身的解释成果较为单一,但是整个过程需要较高的成本来维持。如果科学技术不断进步,地震勘探技术的分辨率被不断提升,促使地下构造研究越来越精细化,对与地质地层的分布构造掌握起来越来越详细,真正为工程建设的发展作出相应的贡献。

4工程

4.1地质概况

某矿区,属于滑坡区,层状软弱碎屑岩为滑坡区内主要岩体,由上部耕植土盖层、砂岩互层以及层状较软泥岩构成滑坡体。微地貌为缓坡,缓坡面和软弱泥岩产状倾角倾向上大体一致;受风化作用、后期构造影响,岩体经常被表层切割,呈碎裂状,岩体裂隙相对较为发育。

4.2野外工作

方法与技术装置与仪器类型。本次勘察主要使用的是对称四极测深装置,也叫温纳(WENNER)装置。以2台DUK-2A高密度电法测量系统为主要仪器,该测量系统具有数据可靠精和准度高的优点。从图2可以看出,测量电极为MN极,两个供电点击分别为AB极,始终保持两侧的对称性,并随深度的变化进行等比改变,接着将获取到的数据向计算机传输,将其转换成更高软件相兼容的格式,并通过反复的演练制作成图,以获取地下电阻率剖面,在这一系列流程中,始终保持MN的中点为记录点,AM=MN=NB。测网布置和操作流程。结合矿区实际情况并依据勘探的实际需求以及最终目标,将滑坡划分为两部分,并设置10条测线其中纵向测线4条,将方向角S控制在7°,横向测线6条,方向角N为94°。测线号WT1-WT10,其中9条通过90道多电极、点距5m排列装置,只有WT-5通过120道多电极、点距5m排列装置,侧线不同直接距离也不一样,一般控制在40~60m左右。成果解译推断。物探勘察结果一般是通过高密度电法数据进行分析,原理具体是将从外面获取到的数据利用计算机进行传输,转换成恰当的格式,并经过反复演练,推算出最终结果。

勘察滑坡区时,利用最小二乘法对取得的电阻率数据进行反演计算,并绘制成视电阻率反演断面图。结合地质和钻探探测材料,依照视电阻率值变化规律系,完成最终地质解释。通过比较野外工程实地情况可以发现,钻孔编号ZK-16ZK-15、ZK-10、与K-11之间作为沟壑下游开口断开滑坡体,部分积雪融化下渗,滑坡体被上游流淌下来的冰水在沟内被混合湿土覆盖,沟壑东部存在着面积相对较小的滑坡坡积体。有31个钻孔布设于工作区内,程勘查中钻孔验证与高密度电法反演成果基本一致。实践结果表明,滑坡体大约占全区区域面积的90%,滑体滑动方向为西北至东南方向,滑坡体以工作区内一条北东向较深的冲沟为界,从而划分为两个部分,即为东南滑坡区与西北滑坡区,其中东南区块受水蚀、风化作用等影响,滑动面相对较浅,西北区滑动面后缘位于小号测点方向,通常在20~25m左右,滑动面相对比较深。

5结束语

综上所述,物探技术应用方法是基于勘探、试验以及结果分析,来开展滑坡地质灾害勘查工作的,近几年科技技术不断进步,促使物探技术得以不断翻新,各项物探技术所具备的的优势与侧重大大为不同,极大的提升了我国工程地质勘察构造的质量水平。物探技术人员应利用应用保障措施、地球物理特征、技术应用质量评价以及资料高密度处理技术,要坚持科学合理化原则,从而有效提升物探技术在地质灾害勘察中的应用质量。

参考文献

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[3]杨富治,陶礼春,张锡忠.工程物探技术在岩土工程勘察中的应用[J].资源信息与工程,2016(03):111+113.

[4]段献军,毛大鹏,赵炳霖.综合物探技术在水文地质勘探中的应用分析[J].中州煤炭,2013,04:20~22.

作者:李树根 单位:南丹县地质环境监测站

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