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[摘要]近年来，高密度电阻率法在边坡工程勘察，特别是在由于传统的钻探等手段难以进行边坡工程中的应用越来越广泛。本文通过2个工程实例阐述了高密度电法在边坡工程中包括划分岩土界线，查明孤石等不稳定地质体的應用。
[关键词]高密度电法 边坡 工程勘察
[中图分类号] U213.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-202-1
1引言
近年来，随着城市建设的飞速发展，边坡所引发的地质灾害也越来越多，造成大量的损失。但由于大部分边坡地形条件比较复杂，钻探工作等传统的勘察手段难以取得设计所需要的地质资料。
作为一种二维勘探方法，高密度电法能够将不仅能以直观的拟地电断面图显示测线下方的地层情况，更能快速，高精度地提供相关地质资料。因此，高密度电法在城市边坡勘察工作中越来越受到重视。本文将通过理论的分析与2个工程实例相结合，阐述这一方法的应用。
2理论与原理
2.1高密度电法
高密度电法是一种阵列探测方法，即将整条测线所需的所有电极一次性全部布设后，通过程控开关控制不同位置的电极分别作为供电与测量电极，自动采集数据。就探测原理而言，属直流电法的范畴。由于其电极是一次性高密度布设，故可实现数据的自动，快速采集，能够提供更丰富的地电断面信息。
2.2电场所满足的偏微分方程
高密度电法是在传统电法的基础上发展起来的，仍然是以岩土体导电性差异为基础的一类电探方法。其理论基础仍是研究在施加电场的作用下介质中传导电流的分布规律。即求解方程：
在给定的边界条件下的解。
实际应用中，在研究复杂地电模型的电场分布时，主要采取各种数值模拟方法。对于二维地电模型，我们一般采用有限元法等数值模拟方法进行计算。
2.3常用的装置类型
高密度电法常用的装置类型有温纳（Wenner），斯龙贝格（Schlumberge），偶极，微分等。工程实践表明，温纳四极对地层区分能力相对较好，故在边坡工程勘察工作中，我们一般首选温纳。
3仪器设备
我们所使用的仪器是吉林大学工程技术研究所研制的E60C型多功能电法仪。该仪器采用分布式电极开关，最大可接电极数达65535个，其采用精度1微伏，自然电位补偿正负3伏，最大输出功率6千瓦。
4成果解释
高密度电法采集的数据处理一般经过剔除异常数据点，地形改正等步骤后，采用最小二乘法进行迭代，并作拟地电断面图。通过分析断面图上各级视电阻率值的分布形态，结合钻探资料，综合测区的地质情况，确定各级视电阻率与地层的对应关系，作出地质解释。
5工程实例
5.1地层勘查
福建厦门某校开挖山体建设新校区。工区地层比较简单，但由于构造运动影响，岩层的风化程度不均，基岩面起伏较大。由于场地地形比较复杂且地面难以通行，导致大部分区域的钻探难以进行。通过采用高密度电法进行勘察，查清拟开挖地段以及原有高边坡坡顶岩—土的分布情况。
图1是一条布设于拟开挖段测线的拟地电断面及其解释成果图。测线长234m，最小电极距2m，一次性布设电极118根。温纳阵列采集，供电电极以100mA恒流供电。
由图1可见，以黄色色标（1000Ω.m）为界，土层包括填土，残--坡积土，全风化花岗岩，砂砾状强风化花岗岩；岩层包括碎块状强风化花岗岩与中-微风化花岗岩。其中，AB段土层厚度发生突变，厚度从将近1m迅速增加到近19m，形成一个凹槽。结合场地踏勘情况，物探解释为填土（石）。工程开挖显示，此处为原采石场堆积弃渣的场所。物探解释成果与实际的分布情况非常吻合。
5.2孤石探测
厦门市第九中学南侧发育有一条长约170米边坡，受长时间强降雨影响该边坡中段产生滑塌地质灾害。滑塌体由一巨大的孤石（约200m3）携带周边的土石顺坡塌落而下形成。为评价边坡稳定性，需要查清楚坡体其余孤石的分布。图二是该工程2-2’测线的地电断面图与地质解释图。该测线+14m处布置了钻孔ZK10，其揭露地层情况如下：
0m～5.6m为强风化花岗岩；5.6m～19.6m为微风化花岗岩；19.6m～19.8m为强风化花岗岩；19.8m～30.5m为微风化花岗岩。
测线共推测了孤石G02，G03，G04。其中，G02仅探测到一部分，根据ZK10的钻探资料判定为孤石。G03在断面上尺寸约为24m×7m，距离坡面最大埋深约6.5m，下伏砂砾状强风化花岗岩。G04位于靠近坡脚区域，断面尺寸约2.5m×3.5m，距离坡面埋深约1.5m。后经施工验证，电法剖面所推测孤石基本与实际情况相吻合。
6结语
通过以上2个实例我们可以看到，高密度电法在边坡勘察中是大有作为的，通过与地质调绘及钻探工作的结合，可有效的解决如边坡岩土层的二维分布，孤石分布等问题。且具有效率高，解释精度高等优点。但由于高密度电法属电测方法，不能直接提供岩土体的力学参数且由于不同的地层的电阻率往往会有重叠，从而造成解释的误差。
参考文献
[1]何樵登，傅良魁.应用地球物理教程（专著）.北京：地质出版社，1991.
[2]康国军等.工程与环境物探方法技术（专著）.长春：吉林大学出版社，2001.
[关键词]高密度电法 边坡 工程勘察
[中图分类号] U213.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-202-1
1引言
近年来，随着城市建设的飞速发展，边坡所引发的地质灾害也越来越多，造成大量的损失。但由于大部分边坡地形条件比较复杂，钻探工作等传统的勘察手段难以取得设计所需要的地质资料。
作为一种二维勘探方法，高密度电法能够将不仅能以直观的拟地电断面图显示测线下方的地层情况，更能快速，高精度地提供相关地质资料。因此，高密度电法在城市边坡勘察工作中越来越受到重视。本文将通过理论的分析与2个工程实例相结合，阐述这一方法的应用。
2理论与原理
2.1高密度电法
高密度电法是一种阵列探测方法，即将整条测线所需的所有电极一次性全部布设后，通过程控开关控制不同位置的电极分别作为供电与测量电极，自动采集数据。就探测原理而言，属直流电法的范畴。由于其电极是一次性高密度布设，故可实现数据的自动，快速采集，能够提供更丰富的地电断面信息。
2.2电场所满足的偏微分方程
高密度电法是在传统电法的基础上发展起来的，仍然是以岩土体导电性差异为基础的一类电探方法。其理论基础仍是研究在施加电场的作用下介质中传导电流的分布规律。即求解方程：
在给定的边界条件下的解。
实际应用中，在研究复杂地电模型的电场分布时，主要采取各种数值模拟方法。对于二维地电模型，我们一般采用有限元法等数值模拟方法进行计算。
2.3常用的装置类型
高密度电法常用的装置类型有温纳（Wenner），斯龙贝格（Schlumberge），偶极，微分等。工程实践表明，温纳四极对地层区分能力相对较好，故在边坡工程勘察工作中，我们一般首选温纳。
3仪器设备
我们所使用的仪器是吉林大学工程技术研究所研制的E60C型多功能电法仪。该仪器采用分布式电极开关，最大可接电极数达65535个，其采用精度1微伏，自然电位补偿正负3伏，最大输出功率6千瓦。
4成果解释
高密度电法采集的数据处理一般经过剔除异常数据点，地形改正等步骤后，采用最小二乘法进行迭代，并作拟地电断面图。通过分析断面图上各级视电阻率值的分布形态，结合钻探资料，综合测区的地质情况，确定各级视电阻率与地层的对应关系，作出地质解释。
5工程实例
5.1地层勘查
福建厦门某校开挖山体建设新校区。工区地层比较简单，但由于构造运动影响，岩层的风化程度不均，基岩面起伏较大。由于场地地形比较复杂且地面难以通行，导致大部分区域的钻探难以进行。通过采用高密度电法进行勘察，查清拟开挖地段以及原有高边坡坡顶岩—土的分布情况。
图1是一条布设于拟开挖段测线的拟地电断面及其解释成果图。测线长234m，最小电极距2m，一次性布设电极118根。温纳阵列采集，供电电极以100mA恒流供电。
由图1可见，以黄色色标（1000Ω.m）为界，土层包括填土，残--坡积土，全风化花岗岩，砂砾状强风化花岗岩；岩层包括碎块状强风化花岗岩与中-微风化花岗岩。其中，AB段土层厚度发生突变，厚度从将近1m迅速增加到近19m，形成一个凹槽。结合场地踏勘情况，物探解释为填土（石）。工程开挖显示，此处为原采石场堆积弃渣的场所。物探解释成果与实际的分布情况非常吻合。
5.2孤石探测
厦门市第九中学南侧发育有一条长约170米边坡，受长时间强降雨影响该边坡中段产生滑塌地质灾害。滑塌体由一巨大的孤石（约200m3）携带周边的土石顺坡塌落而下形成。为评价边坡稳定性，需要查清楚坡体其余孤石的分布。图二是该工程2-2’测线的地电断面图与地质解释图。该测线+14m处布置了钻孔ZK10，其揭露地层情况如下：
0m～5.6m为强风化花岗岩；5.6m～19.6m为微风化花岗岩；19.6m～19.8m为强风化花岗岩；19.8m～30.5m为微风化花岗岩。
测线共推测了孤石G02，G03，G04。其中，G02仅探测到一部分，根据ZK10的钻探资料判定为孤石。G03在断面上尺寸约为24m×7m，距离坡面最大埋深约6.5m，下伏砂砾状强风化花岗岩。G04位于靠近坡脚区域，断面尺寸约2.5m×3.5m，距离坡面埋深约1.5m。后经施工验证，电法剖面所推测孤石基本与实际情况相吻合。
6结语
通过以上2个实例我们可以看到，高密度电法在边坡勘察中是大有作为的，通过与地质调绘及钻探工作的结合，可有效的解决如边坡岩土层的二维分布，孤石分布等问题。且具有效率高，解释精度高等优点。但由于高密度电法属电测方法，不能直接提供岩土体的力学参数且由于不同的地层的电阻率往往会有重叠，从而造成解释的误差。
参考文献
[1]何樵登，傅良魁.应用地球物理教程（专著）.北京：地质出版社，1991.
[2]康国军等.工程与环境物探方法技术（专著）.长春：吉林大学出版社，2001.