地質(zhì)雷達在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用

1、地質(zhì)雷達在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用地質(zhì)雷達在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用摘要：地質(zhì)雷達是地質(zhì)勘探的一種有效的勘探方法，其應(yīng)用范圍還在不斷擴大。本文結(jié)合筆者工程理論，對探地雷達的探測原理及其應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查方面的可行性進展了分析闡述，通過地質(zhì)雷達在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及活動斷裂調(diào)查中的應(yīng)用實例分析。關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達；地質(zhì)災(zāi)害；調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害是由于各種(自然的或人為的)地質(zhì)作用導(dǎo)致地質(zhì)體或地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，給人民的生命財產(chǎn)、生存環(huán)境以及國家建立造成損失的災(zāi)害事件的統(tǒng)稱。近年來，許多地區(qū)各種地質(zhì)災(zāi)害(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等)頻發(fā)，給當?shù)氐慕?jīng)濟建立和人民生命財產(chǎn)平安構(gòu)成了嚴重威脅。我們知道，任何地質(zhì)災(zāi)

2、害的發(fā)生、開展都會引起地球物理場的變化，因此，加強對地質(zhì)災(zāi)害勘查與治理過程中的物探工作研究是當今環(huán)境地質(zhì)工作中的一項重要課題。1.地質(zhì)雷達用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的可行性常見的地質(zhì)災(zāi)害主要有地震、地裂縫、地面沉降、巖溶塌陷、滑坡、崩塌以及泥石流等。嚴格地講，任何一種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生都會在介質(zhì)(土壤、巖層等)中留下痕跡，即通常所說的介電界面，如地裂縫留下的裂隙、活動斷裂留下的破碎帶、滑坡留下的滑脫面以及塌陷留下的地穴或陷坑等，這些界面兩側(cè)介質(zhì)的物性差異很大，致使電磁波穿過該界面時的反射能量發(fā)生增減、波形幅值出現(xiàn)明顯變化，據(jù)此可解譯出該界面的準確位置及大致形態(tài)等相關(guān)信息，因此，探地雷達用于地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查是可行

3、的。并且由于使用了高頻、寬頻帶、短脈沖及高速采樣等技術(shù)，其探測精度及速度均高于其它種類的物探手段。2.地質(zhì)雷達在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用2.1工程概況工程位置位于重慶市沙坪壩區(qū)歌樂山鎮(zhèn)天池村、新開寺村，該區(qū)地表主要巖性為灰?guī)r，區(qū)內(nèi)橫向河谷發(fā)育，水源豐富，地表灰?guī)r有溶蝕環(huán)境。該區(qū)域近年屢次發(fā)生塌陷地質(zhì)事故，部分民房出現(xiàn)不均勻沉降、開裂等不良現(xiàn)象，且該現(xiàn)象有繼續(xù)加劇的趨勢。為提出合理的治理方案，需要對該區(qū)域的巖溶分布進展較為詳細的理解，故采用地質(zhì)雷達對該區(qū)域進展探測。由于測區(qū)位于居民區(qū)，房屋、沼氣池、溝渠、地形大起伏等原因?qū)走_探測效果均會造成一定的不良影響。2.2探測原理及儀器探測設(shè)備為用美國地球物

4、理公司GSSI的SIR-2000型地質(zhì)雷達，100Hz地質(zhì)雷達天線。雷達波法檢測是利用高頻電磁脈沖波的反射來探測目的體的，它通過發(fā)射天線向介質(zhì)發(fā)射高頻帶、短脈沖電磁波，通過接收天線接收其反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時，其途徑、電磁場強度、能量衰減及波形變化將隨所通過介質(zhì)的電磁學性質(zhì)及幾何形態(tài)的變化而變化。介質(zhì)的電磁學性質(zhì)主要包括導(dǎo)磁率、導(dǎo)電率和介電常數(shù)，它們與介質(zhì)的組成物質(zhì)、密實程度親密相關(guān)。根據(jù)雷達波的旅行時間、幅度與波形等實測數(shù)據(jù)，即可探測介質(zhì)的構(gòu)造分布及其相關(guān)深度等。測試記錄如圖1。圖1：異常界面雷達典型記錄測試按現(xiàn)行?水電水利工程物探規(guī)程?DL/T50102022、?城市工程地球物理探測

5、標準?JJ7-2022標準執(zhí)行，儀器參數(shù)設(shè)置如下：增益：066db；采樣點數(shù)：2048點；發(fā)射速率：主要為50脈沖/秒；時間窗口：500ns；濾波系統(tǒng)：20Hz200Hz。2.3地質(zhì)雷達在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用2.3.1地質(zhì)雷達應(yīng)用范圍2.3.1.1在地裂縫調(diào)查中的應(yīng)用地裂縫是一種常見且比較嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，地下水過量超采、地面不均勻沉降、斷裂活動、砂土液化以及地震活動等均可引起地裂縫。由于地裂縫在地表斷續(xù)出露，剛出現(xiàn)時規(guī)模較小，甚至寬僅數(shù)，不易引起人們的注意。由于其規(guī)模較小，以往常用的超聲波法很難探測其橫向及縱向的延伸變化情況，而使用地質(zhì)雷達那么可有效地解決這些問題。2.3.1.2在巖溶塌陷調(diào)查

6、中的應(yīng)用在隱伏基巖為灰?guī)r及白云巖等可溶性巖石的地區(qū)，巖溶塌陷是一種較為常見的地質(zhì)災(zāi)害，由于地下水的溶蝕作用，基巖中出現(xiàn)溶洞，溶洞的擴大可導(dǎo)致其上部覆蓋層中形成土洞而造成塌陷。由于這一切均發(fā)生在地下，隱蔽性較強，不易引起人們重視，隱患也就更大。在這方面的調(diào)查中，地質(zhì)雷達具有較大的優(yōu)勢。2.3.1.3在滑坡調(diào)查中的應(yīng)用在斜坡地貌發(fā)育的地區(qū)，滑坡是一種較為常見的地質(zhì)災(zāi)害，地表流水的侵蝕、地下水的潛蝕和溶蝕以及工程荷載和地震作用等都可能引發(fā)滑坡?；麦w下滑時與母體之間的分界面稱滑坡面。在工程方面，為了對滑坡災(zāi)害采取有效的防治措施，首先必需要找出滑坡面。一般采用的是電測法及地震勘測法，但這兩種方法的花費

7、較高，且受地質(zhì)因素的干擾較大，遠不及地質(zhì)雷達快速、高效和經(jīng)濟。2.3.1.4在活動斷裂調(diào)查中的應(yīng)用活動斷裂作為一種宏大的災(zāi)害隱患已引起人們的注意和重視，它可以誘發(fā)地震、地裂縫以及地面沉降等多種地質(zhì)災(zāi)害，危害極大，假設(shè)能準確地確定出活動斷裂的位置，從而在以后的工程建立中避開或采取有效的防護措施，可以最大限度地減少損失。在活動斷裂的調(diào)查方面，快速、高效、經(jīng)濟的地質(zhì)雷達已逐漸取代了鉆探及變形監(jiān)測等傳統(tǒng)方法。2.3.2探測結(jié)果本次測試共計14條測線，長1479。各測線所得雷達測試圖像明晰，滿足預(yù)期探測要求。本文對其中3條測線進展了分析闡述。2.3.2.1測線1測線長145，覆蓋層厚度為1.22.5之間。詳細探測結(jié)論見表1與圖2。表1：探測結(jié)果圖2：測線1成果圖論文聯(lián)盟.Ll.2.3.2.2測線2測線長145，覆蓋層厚度為1.22.5之間。詳細探測結(jié)論見表2與圖3。表2：探測結(jié)果圖3：測線2成果圖2.3.2.3測線3測線長145，覆蓋層厚度為1.22.5之間。詳細探測結(jié)論見表3與圖4。表3：探測結(jié)果圖4：測線3成果圖3.完畢語探地雷達作為一種快速、高效和經(jīng)濟的高新探測技術(shù)，在工程建