试析地球物理方法在地质灾害勘查中的应用

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  摘要:随着我国社会经济的不断发展,环境负荷逐渐加重,产生了诸多地质灾害问题,严重危害了城市发展稳定与人类环境稳定。对此,我国相关部门引入地球物理方法对地下介质的物理特性进行勘察,因其具有低成本、高工效、轻装备等优势在地质灾害勘察中得到了广泛的应用,并为地质勘察提供了大面积的综合资料。本文对地球物理方法在地质灾害勘查中的应用进行探讨。
  关键词:地球物理方法;地质灾害勘查;应用
  1、地球物理方法的历史发展
  地球物理地震以及磁力勘查等方法涉及领域历史悠久,在我国地球物理方法发展过程中,自公元前2O世纪起便开始了极光现象的发掘研究,于公元10世纪前后分别对地震仪的发明创造以及指南针的航海实践等地球物理方法进行了研究,并取得了相应的科学成果,在整个世界上居于引领地位。在国外的地球物理方法发展过程中,早有牛顿由于研究地球与月球运行关系而探索出万有引力,进而认识到重力并将之作为地球物理方法运用于地球探索实践。随着科学技术的发展,现代的地球物理方法已经日趋完善成熟,在分析研究地球内部结构方面出现了地震、磁力、电能以及热能勘探等地球物理方法,使地球物理方法研究获得了巨大的进步,转变了诸多落后的传统观念,加强了人类对地球相关物理问题的认识研究。
  2、地质灾害类型及其危害
  2.1 滑坡灾害
  斜坡上的岩体或土体经过河流冲刷和地下水活动以及遇到下雨天气受到雨水浸泡和地震的影响和后期的人工切坡等等原因,经过重力的影响,顺着一定的软弱面或软弱带,以整体或分散地顺坡向下滑动的自然现象我们称之为滑坡。滑坡灾害在我们的生活当中普遍发生,它有发育广泛和频繁发生的特点,给我国城市建设乃至交通运输方面都带来了严重的影响。
  2.2 泥石流
  泥石流也是一种比较常见的地质灾害,每年我国许多地区均遭受不同程度的泥石流地质灾害。泥石流属于一种较为特别的洪流,它是石块及泥沙等固体物质在受到水及自身重力的共同作用下而出现的一种洪流现象。
  2.3 岩溶塌陷灾害
  地面发生变形遭到破坏主要类型之一就是岩溶地面塌陷,岩溶地面塌陷主要发生在碳酸盐岩和钙质碎屑岩以及盐岩等可溶性岩分布地区。引发塌陷活动的主要因素除了降雨和洪水以及地震等自然因素的影响外,同时也与其他活动的人为因素有着密切的关联,往往人为因素范围广,没有预兆的发生,所以造成的危害也很严重。
  2.4 地面沉降
  地面沉降是因地面变形而造成的一种地质灾害,由于其发展速度较为缓慢,所以不易察觉。但是地面沉降灾害造成的影响范围往往比较大,会对建筑物岩土工程的安全造成巨大威胁。地面沉降灾害的发生在一定程度上取决于该地段的土质,例如湿陷性黄土是一种很容易出现地面沉降灾害的土质,在湿陷性黄土上建筑建筑物或岩土工程会大大缩减工程的使用寿命,甚至危及人们的生命财产安全。
  3、地球物理方法在地质灾害勘查中的应用
  3.1 地球物理方法在滑坡灾害勘查中的应用
  在滑坡防治勘察中经常采用高密度电阻率法进行勘察。集电剖面合电测深为一体采用高密度布点,与二维地电断面进行测量的电阻率法勘查技术我们称之为高密度电阻率法。事实上高密度电阻率法是一种阵列勘察,以岩土电性差异为基础的电探方法,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的分布范围以及规律,进而完成解决地质的目的。相关工作人员在野外工作时,要将数十根电极一次性规划完毕,同时每根电极即是供电电极也是测量电极,经过程控多路电极转换开关以及电测仪实施数据的自动和快速收集,目前,极距的递增普遍都是以电极间距作为主要单位,每个极距是以固定的装置形式逐步从左向右去完成极距的数据收集,随后在增大极距向下一个极距进行数据收集。测点在断面上的分布随着隔离系数的增大和测点数逐渐减少而呈现出倒三角形的形状。
  3.2 地球物理方法在泥石流灾害勘查中的應用
  目前我国针对泥石流灾害勘察中采用的地球物理方法有电阻率法、浅层地震法、声波探测法等。对泥石流灾害勘察可以分两个方面进行:第一是在泥石流场地勘察工作中,需要对岩土的分布、厚度及层次、起伏形态、节理发育程度、基岩风化带以及岩和土的物理、力学性质进行深入、全面的考察,为泥石流防治工程场地勘察工程的有序进行奠定基础。第二是对泥石流形成区的地质构造、基岩埋深、风化厚度等进行充分了解,另外还应该掌握泥石流堆积区中泥石流堆积物的分布、厚度及性质。
  3.3 地球物理方法在岩溶地面塌陷灾害勘查中的应用
  岩溶地面塌陷灾害主要出现在具有岩溶地貌的区域,其会对上覆工程及建筑物造成巨大的破坏,严重危及人们的生命财产安全。在勘查岩溶地面塌陷灾害的过程中,主要采用地震折射法及电阻率法来勘测、分析此地区的岩溶状况。地震折射法和电阻率法可以较为准确地探知岩溶的发育状况,有助于勘查人员准确地掌握岩溶的层次与位置、上覆岩土的厚度以及地下水运移状况等。在掌握岩溶基本状况之后,可以采取电阻率法、微重力法或地震勘测法等来勘查岩溶的洞穴位置,以便更好地掌握岩溶范围及岩溶的地质条件,准确地找出易出现岩溶地面塌陷的位置。
  3.4 地球物理方法在地面沉降灾害勘查中的应用
  地面沉降灾害涉及范围广、沉降速度缓慢,往往不易被察觉和防治。目前我国主要采用精密水准测量方法进行地面沉降灾害的监测,其方法工作效率低、监测费用较高,不利于对地面沉降灾害进行勘察。为提高勘察工作效率,降低工作量,采用重力测量法对地面沉降进行监测,同时对地下水变化情况进行全面了解。
  4、在地质灾害勘查中采用地球物理方法时的注意事项
  首先,应严格遵循因地制宜的原则。在勘查地质灾害的过程中,工作人员应结合当地的具体状况,采取相应的地球物理方法。工作人员应不断优化地球物理方法,提高数据处理能力,这样方能有效提高勘查数据的准确性。其次,各种手段综合使用。引起地质灾害的因素有很多,地质灾害种类也非常多,因此单纯采用一种地球物理方法有时无法准确地测定出发生地质灾害的原因,所以勘察人员应加强对多种地球物理方法的综合应用,这样方能更加准确地预测地质灾害发生率,最大限度地减少地质灾害造成的损失。
  5、结束语
  地球物理方法是地质灾害勘察的基础,在地质灾害的监测和防治过程中,发挥着极为重要的作用,有助于保护环境安全。因为地球物理方法成本低、效率高、装备轻等特点,已经被广泛应用在地质灾害勘察工作中,取得了较好的成效。
  参考文献:
  [1]某地面塌陷地质灾害形成机制及影响因素[J].谢名洋,杨旭东.低碳世界.2016(31).
  [2]地球物理方法探测滑坡体结构特征研究现状综述[J].徐兴倩,苏立君,梁双庆.地球物理学进展.2015(03).
  (作者单位:黑龙江省第六地质勘察院)
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