摘要：我国黄土滑坡规模较大、数量多、危害性大，严重制约区域经济的发展，甚至威胁人民生命安全。黄土滑坡产生条件和影响因素复杂，在探查监测治理等研究工作中为避免单一方法信息不够准确、直观等局限性，综合物探方法得到更多的应用和推广。本文以天水市麦积区税湾滑坡为例，采用浅层地震反射波法和高密度电法技术对现场进行综合探测，开展了精细化探测方法有效性研究，并结合钻孔数据、地质调查数据等构建了三维地质模型。进一步查明地震黄土滑坡结构和岩土体工程特性，直观化分析和推测边坡地下复杂的地质信息，为滑坡形成机制分析提供依据，为我国黄土地区的滑坡探查及治理等方面提供有效的技术参考。
关键字：综合物探；高密度电法；浅层地震波法；精细化探测；滑坡三维地质建模
0 引言
黄土滑坡是我国黄土地区发生频繁且分布广泛的一种斜坡地质灾害。近年来，随着黄土地区经济发展的逐步深入，黄土滑坡灾害更加严重，人们充分认识到准确掌握地质环境的重要性和紧迫性，有必要掌握滑坡的构造情况、几何形态、滑面情况等，为探究滑坡的形成机理、发展规律、研究滑坡稳定性因素等提供有利的依据，进而进行合理的规划和治理。因此，精准确定滑坡体的各项地质参数显得尤为重要。
物探方法以其成本低、效率高、精度高、能形成连续数据剖面的特点在滑坡等地质灾害勘查中发挥着越来越重要的作用，并得到了广大工程界工作者的认可和信赖[1-2]。王磊等运用高密度电法对西吉县某黄土地震滑坡进行了探测，其电阻率参数有效的反应了研究区的地层分布特征[3]；龙建辉等改进了传统电阻率法对陕西泾阳县城南泾河沿岸黄土滑坡进行了探测，根据电阻率测试曲线能很好的判定滑动面位置[4]。在研究的过程中，由于地球物理有一定的多解性，在某些情况下采用单一的物探方法，难以得到较为满意的解释结果[5-7]。因此，综合物探法以其全面、快速、信息丰富等特点从而得到广泛应用，对滑坡治理方案的选择具有重大意义[8-10]。郭桥桥等采用了高密度电阻率法和常规垂向对称四极电阻率测深法两种手段对川西岷江河谷地区古滑坡空间进行了勘探，有效获得了滑坡的空间结构特征[11]。吕擎峰等借助高密度电法和瑞利面波法对兰渝铁路盖家阴山滑坡进行综合物探勘查，进一步确定了该滑坡的滑动面、深度及活动范围，认识滑坡的变形破坏发展过程与规律，为滑坡的治理方案的确定提供了有力证据[12]；田中英等针对黑方台DH2#滑坡体及后缘的优势通道采用高密度电法和探地雷达进行了精细化探测方法有效性研究，实现了黄土微小裂隙等优势通道精细刻画，证明了精细物探应用的有效性[13]。
本文以天水市麦积区税湾滑坡为例，结合该区域滑坡勘察资料，借助浅层地震反射波法和高密度电法技术进行综合探测，获取速度和电阻率等参数，查明了滑坡体内地层结构、滑动面埋深、滑坡体范围、是否存在更深层的滑动面等信息，构建了三维地质模型。为全面认识和评价滑坡的性质、规模、发育特征、稳定性提供依据，为我国黄土地区的滑坡探查及治理等方面提供有效的技术手段。
1 税湾滑坡地质探测复杂性分析
针对滑坡区域实地调查分析，存在着很多复杂的影响因素。如图1，从滑坡本身地质条件上来看：税湾滑坡属于典型的历史地震滑坡，滑坡灾害的发生既受坡体结构的控制，又受后期降雨作用的影响；税湾滑坡处于地震带周围，常发生地震，促使潜在滑移面在地震动力下发生土体移动，会加剧滑坡等地质灾害；该区域滑坡厚度大、主滑面切割深、潜在滑动面多，具有高位下滑的特点；税湾滑坡体地层紊乱，第四系黄土、古土壤与新近系泥岩呈混杂堆积，同时局部区域因受降雨、人类活动等改造强烈，滑坡活动识别标志保存不完整。从探测手段上来看：通过钻孔取芯，数据直观准确，但耗时长、工作量大、成本高，有限数量的钻孔可能会造成重要地质信息的遗漏；物探方法通过物性参数分析地质情况，辐射范围广，成本低、效率高、精度高，但是其数据也有非直观性和多解性的特点，往往需要多种物探手段综合使用，结合钻探验证，从而得到比较准确的探测结果。
2 黄土滑坡综合物探勘查模式
税湾滑坡体主要由粉质黏土、黏土、古土壤、泥岩组成，滑床主要由Q3黄土、古土壤、风化带土、泥岩组成，岩层接触面比较明显，理论上电性差异和波阻抗的差异表现明显，具备开展高密度电法和浅层反射地震波法的地球物理前提。如表1，基于方法理论的探讨，分析每种物探方法的最优点及对于工程问题的最敏感性，考虑其缺陷和影响因素、地质目的及精度要求选择了高密度电法和浅层反射地震波法来获取地下地质信息。现场以高密度电法为主，辅助以浅层反射波法探查进行滑坡体的综合勘探。 根据高密度电阻率法对场地要求及税湾滑坡所处地质环境，测线在滑坡体上沿主滑动面方向布置，剖面测线长度617m，采用并行电法的滚动式施工；浅层反射地震法现场测线与高密度电阻率法测线重合，测线起点与高密度电阻率法起点重合，测点均布置在滑坡体较平坦部位，测线长度为544m。图2为高密度电法和浅层反射地震法探查测线布置图。
3 探测效果与分析
3.1高密度电法技术
税湾探查测线电阻率剖面中的岩土介质电性特征明显，为精细地质解释提供基础。电阻率剖面结果如图3，其具体特征分析如下：测线表层为一层10-20m厚的黄土及风化泥岩层，局部存在呈高阻特征的拉裂缝，介质电阻率达到50 以上；其下为一层低电阻率的介质层，电阻率值在10-20 ，在倾向方向连续性好，特征显著，推断为滑坡体的主滑面，整个测线上有多个次级滑面剪出口；低阻层下部为一阻值达到50 以上的电性层，结合钻探资料揭露为砂、泥岩地层，其整体的连续性好，局部存在10-20 的低阻区域，分析为岩层中发育裂隙或小断层等异常；测线575m以下柳沟附近揭露地层为花岗岩层，其在电性剖面中的反应明显，电阻率值达到80 以上。
3.2浅层反射地震波法
税湾测线探查条件相对较好，图4为探查测线滑坡体解释结果，主要依据滑坡体底界面反射相位追踪，其后续波组反应滑床岩体的特征等进行分析。从地震时间剖面来看，整个剖面波组特征明显，利于进行相应的相位追踪对比与分析。在倾向方向，浅部波组出现分带性，结合波组追踪出现多个不连续相位变化段，推断为滑坡蠕滑变形产生的拉裂缝。在120m左右处，出现波组数位错断现象，分析为砂泥岩介质层中的断层或发育裂缝，与电法剖面中低阻区对应。依据滑动底界面的反射相位，其后续波组反应滑床岩体的特征，局部频率变低，表征其中发育小裂隙等。
3.3 滑坡三维地质建模与综合解释
构建滑坡三维地质模型可以展现滑坡体的空间分布特征，有利于为滑坡的机制研究、评价滑坡体稳定性提供技术支持，是当前辅助研究和分析滑坡地质灾害问题的一个新的趋势。为了构建地质模型，结合现场勘察以及对钻孔岩性资料和综合物探结果的分析，确定了地层结构的空间分布形态特征以及沉积物的沉积结构。ZK1位于滑坡的后缘上方的滑床上，ZK4见滑移面埋深21.5m，ZK2见滑移面埋深37.1m，ZK3见滑移面埋深48.7m，ZK5靠近滑坡前缘，见滑移面埋深14.5m。滑坡体中次级滑移面发育，在ZK4见两个次级滑移面，分别埋深为9.2m、15.4m，分别沿黄土内部和泥岩上部风化带发育。ZK2也揭露次级滑移面，埋深9.9m。物性特征方面，整体上存在明显的电阻率值分界面及波阻错断，在上述滑移面处呈现明显的低电阻率区域，滑坡体及滑床为高阻特征，地震波波阻连续性追踪存在差异。图6以综合物探结果和工程地质剖面确定的地层结构空间形态特征为依据，结合钻孔资料构建了税湾滑坡三维地质模型。综合分析解释后可知：税湾滑坡滑床上部以黄土为主夹有数层古土壤，下部以泥岩为主。滑面相对平直，埋深15～50m。滑坡体主要为粉土和古土壤组成，局部夹杂泥岩团块。滑坡饱和区域主要分布在后缘和中部，中部和后缘区域较厚，随着坡度向下，逐渐变薄。
结合高密度电法和浅层反射波法两种探查结果进行滑坡体综合解释，其中高密度电法对异常体的收敛性好，解释时以电阻率剖面为主，以反射地震剖面为辅进行地质异常体的判断。图6为以五处钻孔岩性资料和综合物探实测结果为依据获取的税湾滑坡综合解释地质剖面。
4 结论
基于野外地质调查，通过对税湾滑坡进行综合物探实测，得到钻孔资料和高密度电法的电阻率剖面并辅助以反射波阻连续特征变化进行比对和综合判断。总体上，滑坡体的地球物理特征清晰，可精细解释其结构特征。在垂向分布上，电性层分带特征明显，浅部以黄土及风化泥岩层为主体，表现为相对高阻层段，电阻率值达到50Ω·m以上；黄土及风化泥岩层下部有一层电阻率值10-20Ω·m的相对低阻电性层，整体性好，在坡体倾向方向连续稳定，分析为滑坡体的滑动面位置；滑动面下方电阻率值沿测线方向有差异，多为50Ω·m以上，局部在10-20Ω·m，可确定为滑床位置。主滑动面的深度在15-50m。初步对滑坡体的结构、主滑动面形态及其空间展布特征进行了解释，构建了滑坡三维地质模型。
滑坡综合探测方法应用中，经与钻探成果验证对比，表明高密度电法对下介质电性结构分层及地质条件判识较为可靠，地震反射波法可辅助对地质体进行判断与解释。两者结合有利于进行滑坡体结构及断层构造特征推断分析。三维地质模型相比二维剖面的可视化效果更强，能清楚的表达滑坡的空间分布和地质结构等特征。为进一步开展黄土滑坡的成因机理和防治提供参考数据，为今后的滑坡研究提供了新的思路和科学手段。
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