用地球物理方法确定滑坡体的边界范围及滑面深度
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发布时间：2022-05-06 18:56
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时间：2022-07-01 20:14
滑体边界或单个滑块间界线及滑面深度的确定是研究滑体地质结构的两个基本问题。
12.1.3.1 滑坡体的外部边界及各个滑块间界线的确定
原则上可以用面积或剖面地球物理测量进行地质填图，以确定滑坡体的范围。结合工区具体的地质和地球物理条件，选择行之有效的地球物理方法确定滑坡体的界线。例如：用航空摄影判别滑坡。年轻滑坡可根据其本身特征与周围斜坡区进行对比，在可见光频谱内，它们有斑点状和带状结构；用遥感技术观测（温度，无线电测量），提供有关滑体的补充信息。
用氡（Rn）射气测量来研究滑坡。通常，在滑坡范围内，氡射气场明显增高，出现了一系列的狭窄的局部异常，这些异常主要垂直于斜坡分布。根据氡射气场特征，不仅可以判断滑坡平面位置而且还能判定斜坡上滑坡的状态。图12.1.2为一活动滑坡上放射性氡气测量的结果。由图12.1.2可以看出，活动滑坡的多个断块与射气浓度异常区一致，断块处于应力最集中的部位。
12.1.3.2 滑面深度的确定
由滑坡体的物理-地质模型分析，可以得出这样的认识：当滑体沿着粘土与弱风化坚硬岩石间的滑面发生滑移时，对于使用地球物理方法确定滑面深度最为有利，但当滑体是由坚硬、半坚硬、塑性岩石交替组成时，用地球物理方法解决问题就比较复杂。电法、地震勘探资料解释的可靠性，很大程度上取决于斜坡形态、滑坡范围及所研究滑面的深度。
成功地应用电法、地震研究构造滑坡的例子很多，由于滑坡体内外的电阻率和地震波速变化明显，故可借助电阻率测量和地震测量来圈定滑坡体的大致分布范围并确定出滑动面的深度。美国、前苏联利用这两种物探方法均取得了较好的效果。
图12.1.2 活动滑坡上的氡气测量结果
实例一。图12.1.3为伏尔加河河谷滑坡区的一条剖面。地电剖面的上部是由较干燥的滑坡沉积物组成，电阻率ρ1为20 Ω·m。第二层为滑坡体的主体，特征是含水量增高达34%～37%，因而ρ2显著降低，为4～5 Ω·m。第三层是未受滑坡影响的泥质岩石，其含水量为25%～28%，ρ3值与ρ1相当。根据测量结果，在滑坡体内电阻率测深曲线一般为H型（ρ1＞ρ2＜ρ3），而在滑坡体以外曲线类型就会改变。据此便可圈定滑坡体的范围并确定滑动面的深度。这一测量结果所反映出的规律具有普遍的意义。
图12.1.3 伏尔加河河谷滑坡的地电断面
实例二。图12.1.4是使用电法和地震资料研究滑坡的实例。该实例是高加索沿黑海一带众多滑坡中的一个。这个滑坡体由砂质粘土岩石构成，下伏泥岩风化壳。电法观测结果将该斜坡分为三层：上面一层（ρ1=13～29 Ω·m），相当于滑体，中间层（ρ2=2～4Ω·m）为风化泥岩，该层视为滑动带（面），最下一层（ρ3=8～12 Ω·m）是未受破坏的组成滑床的泥岩。
图12.1.4 根据地震和电法资料解释结果绘制的断面图
根据地震资料，将滑坡分为上、下两层。上层（vP=340～360 m／s）可解释为滑体和滑带（面），下层（vP=1360～1400 m/s）与未风化的泥岩顶部相吻合。由图12.2.4可见，地震的速度界面仅有一个。在斜坡上部、地震和电法的下部界面吻合得很好，但在接近滑坡底部，速度界面比电性界面高出1.0～1.5 m，这种情况表明未风化泥岩上部岩石的裂隙增大，于是在未风化泥岩顶面上纵波速度发生跃变，由340 m/s跃变到1400 m/s。在实际工作中，速度界面和电性界面的差异深度确定了弱带（过渡带）的厚度，弱带以后可能产生新的滑坡，要特别引起人们的关注。
实例三。用探地雷达对滑坡的调查结果。图12.2.5为中国襄樊岘山垭公路滑坡的探地雷达调查结果。
湖北襄宜公路襄阳城南岘山垭公路滑坡为一土体滑坡，1970年因降低公路面标高和边坡前缘削方，加大了边坡临空面。次年8月又逢暴雨，发生首次塌方，档墙断裂，路面变形。1983年9月再次降大雨，造成公路近旁房屋拉裂倒塌。1984年又因降低路面加深了塌方潜因。以后不断出现浅层滑移变形、大量地面裂隙、路面缓缓隆起。
为了襄宜公路的正常使用和进一步的加宽扩建，1991年5月中国地质大学（武汉），在原地质勘察基础上，提出补充勘察报告和整治设计，其中，探地雷达是现场勘测的主要手段。探地雷达在面积为10.5×104 m2的公路侧山坡现场布置了31条测线，取得了全部反射剖面数据和雷达图像。勾画了基岩顶面等深图、第四纪土层等厚图、滑体综合成果图以及地层纵剖面图。为滑体成因分析和整治设计提供了重要的依据和资料。
由本工区钻探资料得知，工区基岩以上第四系分为5个亚层。这些覆盖层由于自上而下风化程度逐渐减弱，构成了覆盖层内波速的差别，同时由于物性差别也使波的幅度发生变化。配合钻探资料，根据雷达图像的波形变化和幅度不同，由同相轴追踪各个层的层面。图12.1.5是由雷达记录图（13线）划分出五个相应的层位。为整治滑坡防治提供了资料。
美国利用重力勘探圈定滑体范围，根据岩土密度、电阻率差异确定边界；捷克斯洛伐克用放射性、伽马测井推断滑动面的位置和形状；日本用高密度电法勘测滑坡，并利用综合参数圈定滑坡，日本滑坡调查中总结出如表12.1.1的天然放射性、视电阻率与岩性、破碎带的关系。
图12.1.5 13线雷达记录划分出的五个层位图
表12.1.1 利用综合参数异常圈定滑坡
此外，还可以用测温方法圈定滑坡边界。测温方法用于调查与滑坡有直接关系的地下水脉状流，地下水脉状流简称流脉（流脉是指流动地下水的土体及水的统称）。由于流脉和土体的热交换关系，可在流脉处产生热异常，测定地表浅层地温，找出温度异常，由此可推断出流脉存在的位置。
国内外常用的1 m测温法，是基于地表以下1 m处温度年变化幅度大，而渗流变化较快的地下水，温度变化幅度小、较稳定，两者（渗流、1 m处地温）季节温度变北差异是明显存在的，例如，夏秋季（8～9月）地下水温低于地温，则地下水使其流经地层的地温降低；冬季（12～3月），地下水温高于地温，流动的地下水使其周围地温升高（比无地下水流动的地方地温升高），测定出温度异常，并根据QZ-1（地表以下1 m处地温）与r（测点距流脉中心位置的距离）的关系图及理论计算公式，即可求出流脉的空间位置。
