折射法和高密度电法在古滑坡勘探中的应用

古滑坡体地球物理调查方法技术的选择对勘探效果至关重要。以吉林省通化市拟建集安—通化高速公路滑坡体为例,采用折射波法和高密度电法,利用二维反演技术进行数据处理。结合地质信息,确定了滑坡体的形态及厚度变化,厚度最大约20 m,滑坡性质为堆积层滑坡。研究结果表明折射波法和高密度电法进行古滑坡勘探,效果较好。     

大地电磁数据三维反演技术在隐伏断裂勘察中的应用:以郯庐断裂宿迁段为例

应用音频大地电磁测深法(AMT)对郯庐断裂宿迁段隐伏断裂进行勘察研究,共布设3条AMT剖面,获得61个测深点,并对所获得的AMT数据进行电性主轴分析和维性分析,采用二维反演和三维反演算法,得到了可靠的地电模型。通过基于阻抗张量Groom-Bailey分解方法的电性主轴分析得到,从浅部到深部,电性主轴方向较为一致,约N60°E,这与浅层地质填图资料略有不同(浅表地质资料显示断裂走向约N20°E),这一角度推断为郯庐断裂主断裂或者其分支在地下的走向。应用基于相位张量分解的维性分析,得到郯庐断裂宿迁段在部分深度范围内表现出一定的三维特征,因此单纯采用传统的二维反演方法不能够准确反映地下构造信息,需要同时采用二维反演方法与更先进的三维反演方法对其进行建模来研究隐伏断裂带的产状信息。通过二维反演和三维反演结果对比看出,三维反演能全面反映断裂带的倾向、走向、延伸深度等信息,反演模型更为可靠。最后把三维反演模型垂直切片和水平切片分别与放射性元素探测剖面测得的氡元素异常曲线对比,也得到很好的对应。综上所述,大地电磁数据维性分析和电性主轴分析在隐伏断裂勘查中是非常必要的,对于复杂异常体,三维反演比二维反演能更加全面可靠地反映构造信息。     

三维地质体对AMT二维反演的影响研究

为探究三维地质体对二维反演结果地影响以及二维反演中极化模式的选择问题,设计了一系列二维、三维地电模型进行正演计算,并对正演结果进行二维反演计算。研究结果表明:相位受到三维畸变的影响较小,视电阻率较大;当三维异常体模型走向延伸较小时,TE模式的反演结果误差较大,TM模式的反演结果相对较好,但是反演得到了虚假的下覆构造,TE+TM联合反演结合了TE和TM模式反演的优点,可以较好地反映异常体的赋存位置及电阻率值;当三维异常体模型走向延伸长度增大时,三维数据的二维反演结果是可靠的,用TM和TE+TM模式反演都比较合理。     

直流电阻率测深中二维与三维反演结果的对比与分析

直流电阻率测深中,用二维反演程序对三维地质体进行了反演,并与三维反演结果进行对比和分析。首先,对比二维和三维最小二乘反演在正演模拟算法和先验信息的确定方法;然后,对若干比较典型的模型进行反演实例对比。由于二维程序反演仅考虑单个剖面的电阻率信息,无论是在异常位置、形态及电阻率特性上,其反演精度都比较低;三维电阻率反演综合了多个测深剖面的电阻率信息,其结果与实际模型吻合得非常好。     

中条山铜矿某工区激发极化法三极测深及其三维反演效果

文章简单描述了时域激电法原理、技术和测区地质概况及岩(矿)石电性特征.单极-偶极装置测深电阻率和充电率二维反演模型能够有效地圈定电性体在纵向和横向的分布特点,依据二维测深数据进行三维反演可获得电阻率和充电率异常曲线图,推测了不同深度范围内断裂和主要岩性分界,极化体空间分布位置和走向,钻探验证见铜矿化于划分的激电异常带,激电二维测深及其数据三维反演取得了较好的地质效果.     

基于三维电测量的复杂地质构造识别及参数估计方法

在实际工程中, 地质体通常呈现复杂的三维空间分布, 基于二维介质假设的传统高密度电法难以准确反映其空间位置及走势, 三维高密度电法能更好处理此类问题, 但长期以来由于数据采集与处理难度大, 其应用受到限制。为研究三维高密度电法在空间形态复杂的不良地质体勘探中的应用效果, 比较其与二维电法的差异, 本文首先研究三维高密度电法的工作原理及数据处理方法, 然后通过现场试验进行应用研究, 利用二维及三维高密度电法对福建寿宁银矿采空区进行勘探, 并利用三维激光扫描对结果进行验证。成功实现了复杂地形条件下240道电极的三维电法数据采集, 并引入基于光滑约束的最小二乘法完成三维电法数据的反演。研究结果表明, 三维激光扫描能精确获取采空区的形态及走势, 为电法结果提供可靠的验证; 三维高密度电法能准确反映浅层电阻异常体的位置及走势, 相比于二维高密度电法, 其反演结果收敛, 排除了深层的干扰信息, 降低了多解性。     

高密度电法勘探数据三维处理技术及城市勘察中的应用

在以往的高密度数据反演解释过程中,将地质结构简化成二维,通过地电断面图、切片图进行分析.实际上,地质体具有三维地电结构,二维反演难免会受到旁侧效应的影响,二维图件也不能清晰直观地反映地质体的空间分布情况.本文以某陶瓷厂空洞探测为例,利用实测资料构建三维数据场,在反演参数优化的基础上,选择基于最小二乘法的三维反演技术对数据场进行处理,将反演结果利用三维可视化技术显示出来,对采空区位置及空间形态给出结论.研究结果显示,三维处理技术能够从空间上,多手段、多视角分析物探数据,有效地消除了旁侧效应的影响; 物探结果直观清晰地呈现出空洞的分布位置、范围以及空间特征,与钻探结果吻合较好.     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足。将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制。将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性。     

三维高密度电法用于工程勘查的试验

国内三维高密度电法在工程上的应用,大都采用二维数据反演,通过三维成图软件把视电阻率剖面连成三维视电阻率分布立体图,而很少将三维数据拼接在一起,通过三维软件反演。结合管线探测,对真三维高密度电法进行了探测试验,并取得了良好的勘探效果,为三维高密度电阻率法的进一步推广提供了宝贵的实践经验。      

基于强度折减概念的滑坡稳定性三维分析方法(I)：滑带土抗剪强度参数反演分析

滑带土抗剪强度是滑坡稳定性分析和防治工程设计中十分重要而又难于确定的参数之一。因此,基于临界状态假定的二维反分析方法得到了广泛应用。但是,自然界发生的滑坡基本上呈三维形态,其主滑方向有时变化也较大,使得有必要研究一种滑带土抗剪强度的三维反分析方法和滑坡稳定性的三维评价方法。笔者建议了一种基于强度折减概念的滑带土抗剪强度反分析方法,即通过逐步折减滑动面的强度参数,使滑动面的塑性区完全贯通,此时,塌滑体处于极限状态,所用强度参数即为滑带土的平均抗剪强度参数。从洪家渡水电站1#塌滑体计算成果来看,反演的滑带土摩擦角较二维反演值低4.1?,反映了滑坡体的三维效应,验证了所建议方法的可行性。     

三峡库区典型滑坡地质与地球物理电性特征

滑坡属于地质灾害中的重要灾种之一,查明滑坡区的地质与地球物理特征,对分析滑坡形成机制、评价滑坡稳定性具有重要意义。鉴于此,本文将高密度电法引入三峡库区腹地万州区滑坡地质调查中,在区内四方碑滑坡、塘角1号滑坡和麻柳林滑坡进行地球物理探测工作,并结合钻孔资料对实测结果进行对比验证。实测结果表明：在地形复杂地区开展地球物理探测工作,通过数据反演与分析,可获取滑坡体地层结构及滑移面;结合相关地质资料,通过对比解译,可弥补单纯依靠钻孔信息来确定滑移面形态的不足;3个典型滑坡区地球物理实测资料揭露滑坡体和滑床地球物理电性特征表现为,由崩坡积物、第四系粉质黏土以及含水碎石块组成的滑坡体电阻率低于40 Ω·m,而由砂岩与泥岩组成的滑床电阻率高于40 Ω·m,高密度电法对基岩滑坡和土质滑坡都能获取较好的结果。     

三峡库区典型滑坡地球物理实测及其意义:以万州区四方碑滑坡为例

滑坡是最严重的地质灾害之一,查明滑坡形态特征及滑坡形成机制对于滑坡体稳定性分析、滑坡灾害风险管理和政府治理决策等方面具有重要意义.前人研究滑坡形态及其形成机制较少结合地球物理实测方法,其工程地质剖面绘制多局限于点信息的获取方式,而结合地球物理实测方法有利于从线、面同时获取更丰富的滑坡体地质信息,更加准确量化滑移面埋深和透视滑床形态.鉴于此,以灾害频发的三峡库区万州区为研究对象,采用网格高密度电法实测区内不同深度地层的电阻率值,并以此生成二维电阻率剖面和构建滑床三维形态;同时,将剖面电性分布特征与钻孔资料及地质调查资料相结合,对滑坡区地层结构、滑移面埋深以及滑床形态等多个影响滑坡的重要因素综合分析.结果表明,在研究区开展网格高密度电法实测工作,可获取地层电性结构特征以及构建滑坡体三维形态;实测剖面显示四方碑滑坡属于古滑坡,且存在拉裂槽现象.将实测剖面获取的滑移面埋深和构建的三维滑床形态进行钻孔标定,可对滑坡体内部结构及物质组成进行“透视”,从而为滑坡形成机制分析提供依据,同时也给其他类似区域地质调查中的滑坡稳定性评价及预测预报工作提供理论指导和技术参考.通过高密度电法揭示三峡库区典型滑坡体三维形态特征的理论方法和技术路线成功引入滑坡形成机制分析,可为研究滑坡形成机制和理论提供新思路,具有推广意义.      

湖南怀新高速公路某路堑滑坡成因及稳定性分析

沪昆高速怀化至新晃段K73+590^+730段左侧路堑高边坡,在修建过程中发生了滑坡。通过野外地质调绘及勘察,揭露了该滑坡的滑体、滑带、滑床岩土性状;结合滑坡变形特征和监测资料,分析了滑坡的成因机制;利用试验和反演确定了滑带抗剪参数,计算了不同工况下的滑坡稳定性和剩余下滑力。通过地质分析,结合计算结果,该滑坡将继续变形并向两侧及后缘扩展,甚至显著滑动,必须采取有效的防治措施。该滑坡实例的分析研究成果,对类似工程具有借鉴意义。     

柳家凹黄土滑坡滑动机制研究

以豫西山区柳家凹黄土滑坡为研究对象,采用现场地质勘探和调绘的方法确定了滑坡的形态和性质;利用原位试验和室内试验确定了滑带土的强度衰减的影响因素和影响规律;采用现场监测等技术手段,确定了滑动深度。在此基础上,分析了柳家凹滑坡的活动历史、成因、范围和影响因素。调查和分析表明,柳家凹黄土滑坡的滑动机制可概括为古滑坡因路堑开挖和降雨而局部复活。古滑坡黄土体结构相对松散,抗剪强度较差。当古滑坡前缘土体被开挖后,古滑体失去前缘支挡,在自重应力和地下水共同作用下,古滑坡体前缘沿黄土层与砾石层交接面滑动带滑移破坏。根据古滑坡复活情况分析,柳家凹黄土滑坡为牵引式滑坡,当滑体前缘滑动后,后面的滑体陆续出现滑动,裂缝向纵深方向发展。     

次摸地古滑坡运动特征反演分析

以雅砻江次摸地古滑坡体为研究对象,经过现场地质调查,从地形地貌,地震记录及物质结构等地质条件对古滑坡的稳定性进行了宏观地质评价。认为在自然状态下古滑坡处于稳定状态,稳定性主要受控于引起初始滑动的基覆界面和体内潜滑面,同时,经过古滑坡前后形态变化的推演分析,根据能量法,滑坡运动学和谢德格尔假说,确定了4个关键的滑坡运动参数:滑坡半径r,等效坡度,综合动摩擦角和最大滑速Vmax 对应的后缘落差Hm。其中后缘落差Hm的取值分两种方法:（1）认为滑坡出现最大滑速Vmax 时后缘点停止运动,最大滑速Vmax 对应的Hm为滑动前后滑坡后缘点的垂直落距,（2）认为最大滑速Vmax 出现时后缘点和坡体会开始减速运动到静止,因此最大滑速Vmax 对应的Hm小于滑动前后滑坡后缘点的垂直落距,需要通过假设圆弧滑动面和滑坡运动学公式求出。最终本文推算出滑坡属于高速滑坡,最大滑速Vmax 在13.50～21.20ms-1 之间,并对古滑坡高速失稳的地质条件特征进行了分析。这对次摸地古滑坡附近工程地质背景相近的斜坡稳定性评价有一定借鉴意义。     

金沙江上游沃达滑坡发育特征与堵江危险性分析

金沙江上游沃达滑坡自1985年开始出现变形,现今地表宏观变形迹象明显,存在进一步失稳滑动和堵江的风险。采用遥感解译、地面调查、工程地质钻探和综合监测等方法,分析了沃达滑坡空间结构和复活变形特征,阐明了滑坡潜在复活失稳模式,并采用经验公式计算分析了滑坡堵江危险性。结果表明:沃达滑坡为一特大型滑坡,体积约28.81×106 m3,推测其在晚更新世之前发生过大规模滑动;滑坡堆积体目前整体处于蠕滑变形阶段,局部处于加速变形阶段;复活变形范围主要集中在中前部,且呈现向后渐进变形破坏特征,复活区右侧变形比左侧强烈。滑坡存在浅层和深层两级滑面,平均埋深分别约15.0,25.5 m,相应地可能出现两种潜在失稳模式:滑坡强变形区沿浅层滑带滑动失稳时,形成的堵江堰塞坝高度约87.2 m;滑坡整体沿深层滑带滑动失稳时,形成的堵江堰塞坝高度约129.2 m。沃达滑坡存在形成滑坡-堵江-溃决-洪水链式灾害的危险性,建议进一步加强滑坡监测,针对性开展排水、加固等防治工程。     

考虑天然气水合物上覆层不排水抗剪强度深度变化的海底斜坡稳定性影响分析

天然气水合物分解可以诱发海底斜坡失稳对海底工程设施产生造成破坏影响。因此,海底斜坡稳定性状态评价对海底工程设施选址、安全运行具有重要意义。文章根据南海北部神狐海域水合物富集区工程地质特征,采用有限元强度折减法分析了斜坡几何参数、土层强度变化,以及水合物储层特征等因素对水合物分解前后海底斜坡稳定性的影响规律。结果表明,未考虑水合物分解时,海底斜坡稳定性主要受控于斜坡坡度和土体强度,且主要表现为浅层滑坡。考虑水合物的分解时,水合物层强度降低会对斜坡的整体稳定性产生影响,但同等上覆层条件下最危险滑动面位置受水合物层埋深影响较大,且存在受地形几何特征与上覆土层强度控制的临界埋深。埋深大于临界埋深时,水合物分解对斜坡稳定性的影响较小,最危险滑动面位置位于上部浅层,表现为浅表层破坏。小于临界埋深时,最危险滑动面位置则经过水合物层,表现为深层滑坡。根据目前模型中的水合物层埋深条件,水合物分解后的深层滑动面安全系数仍高于浅部地层,意味该海域水合物开采仍需要关注浅层海底滑坡灾害的影响。     

公路勘察中滑坡体的地球物理特征与分析——以张榆线公路勘察为例

滑坡是影响路桥安全的重要隐伏地质灾害。地球物理方法作为一种无损高效的勘察方法,可有效查明滑坡体内部的地质构造及滑面等特征。本文以张榆线崇礼隧道出口段滑坡为例,采用高密度电阻率法和剪切波速测试,并结合钻孔资料对滑坡体的地球物理特征进行了分析。该滑坡体视电阻率值和剪切波速值具有明显的垂向差异性,一定程度反映了该滑坡体岩土体性质、密实度、含水率的垂向差异性,综合分析认为视电阻率值和剪切波速值较高的强风化流纹岩顶面为潜在滑面。在此基础之上,基本确定了滑坡体由冲洪积体和坡积物组成,附着于流纹岩体之上,横向长度达300 m,纵向长度260 m,滑坡体厚度达20~30 m。同时,根据高密度电阻率三维剖面分析,认为滑坡体底部滑趾处为剪出口位置。最后,基于滑坡体地球物理特征建立了滑坡体地质模型。     

A study of the factors influencing the occurrence of landslides in the Wushan area

Due to the complex natural geological conditions, many slope-related geological hazards occur in the Three Gorges Reservoir area in China. This study focuses on the characteristics of landslide development and their underlying mechanisms in this area. A statistical analysis is conducted to determine the characteristics of landslide development in the Wushan area, including the landslide distribution as a function of the elevation, slope, landslide material composition, scale, lithology, boundary conditions, instability mechanism, stratigraphic age, attitude, and sliding direction. The mechanisms of slope instability and the effect on the occurrence of landslides are analyzed. This study provides important reference material for landslide research in the Three Gorges Reservoir area and similar stratigraphic areas.     

万州西溪铺松散堆积体成因分析及稳定性评价

根据勘探钻孔资料,对西溪铺一带松散堆积体的特征及成因进行了详细的探讨.研究结果表明:分布在基岩面高程190m以下的斜坡与基岩面高程140～150 m平台上的粉质黏土夹碎石土层是由滑坡作用形成的(即西溪铺滑坡);分布在基岩面高程190 m以上的粉质黏土夹碎石土层是由崩积、残积及坡积作用形成的;卵石砂土层是苎溪河的冲积作用形成的.对西溪铺滑坡的形态、滑动面特征、水文地质条件及形成年代等进行了论述,这些特征说明西溪铺滑坡曾发生过一次大型的堆积体滑动、多次小型的表层滑动,其是在一级阶地形成时代T1以后的几千年之内形成的.根据下伏卵石砂土层的地质结构,对西溪铺滑坡的稳定性进行了评价,评价结果表明库水位的变化对西溪铺滑坡的稳定性有巨大的影响,在滑坡的防治设计中必须引起高度的重视.