地震层析法在滑坡勘查中的应用研究

发表时间:2020/11/5   来源:《科学与技术》2020年28卷第19期   作者:张吉振
[导读] 浅层地震勘探的特色特征是速度快、经济、可以全面地反应测试区域的地质结构信息,所以广泛用于地质勘探中,文章主要讲述了地震勘探在滑坡中的工作方法和应用
        张吉振
        中国铁路设计集团有限公司 天津市河北区 300000
        摘要:浅层地震勘探的特色特征是速度快、经济、可以全面地反应测试区域的地质结构信息,所以广泛用于地质勘探中,文章主要讲述了地震勘探在滑坡中的工作方法和应用。
关键词:浅层地震勘探;滑坡;应用
1工程概况
        1.1工程基本情况
        XXX工程位于XX市凉水河乡,车站的中心里程是DK454+650,车站范围主要是路基的工程,其中工程滑坡段的线路中心挖深是4.4-18.5m,左侧边坡的高度是7.9-20.6m。在开始施工之后,DK454+200-DK454+490段路堑左侧边坡出现工程滑坡,DK454+482.8-DK454+620左侧边坡的黄土层坍塌,DK454+710-DK454+780的左侧路堑的顶部地表裂开,详细见图1。

图1XXX地形图
        1.2工程地理位置和交通情况
        XXX位于XX市凉水河乡境内,是剥蚀丘陵型地貌,地形起伏,在凉三公路从工点的西南侧大约1KM的地方凉水河乡政府前方通过,有施工通道。
        1.3工程地质概况
        1.3.1地形地貌
        XXX位于辽西丘陵地区,大多是都是剥蚀残缺丘陵地貌,沟谷纵横,地形的起伏比较大,山体和沟谷中大多都被植被覆盖,缓坡和山间河谷大多都是耕地。工程滑坡区都属于单斜状的丘陵斜坡,整体地势呈先西北方向高东南方向低,滑坡相对较高,从微型地貌单元来看是处于缓坡的地带,坡向为103-180度,坡度为5-10度左右,山体的坡面为玉米农田,坡顶是灌木丛,分别在DK454+145,DK454+375,DK454+640段形成了三跳冲沟。
        1.3.2地层岩性
        经地质调查以及钻探表示,场地地表上是第四系上更新统坡的洪积新黄土,局部是第四系全新人工堆积层素填土,下伏岩层以侏罗系中细砂岩为主,局部有厚薄不均匀的泥质砂岩透镜体系的分布,区域岩层的产状倾向为132-165°,倾角为4-18度,产状的变化比较大,这个区域的侏罗系统地层的泥质胶结为主,具有强度低、容易被风化、遇到水会快速软化的特点。
        1.4工程地质特征
        1.4.1特殊岩土
        这段路基的表层分布着第四系上更新统坡洪积新黄土是具有湿陷性的,湿陷系数为0.000-0.031,属于非自重湿陷性黄土场地,湿陷等级是2级。全风化泥质砂岩具有弱-强膨胀性,强风化、弱风化泥质砂岩有弱膨胀性,全风化细砂岩具有弱膨胀性,强风化和弱风化的细砂岩没有膨胀性。其中全风化的泥质砂岩有弱-强膨胀性,参数范围的自由膨率达到26-40%,蒙脱石含量为28.81-60.13%,阳离子的交换量CEC(NH4+)254.64mmol/kg-648.85mmol/kg。

        1.5水文地质特征
        1.5.1地表水
        本工程工点区域范围内的地表水主要是大凌河河水,本工程位于大凌河北岸大约6公里处,大凌河直流凉水河在本工程历程一侧1.3公里处横穿京沈铁路,因为工程位于河岸的高阶地上,地形为剥蚀丘陵,受到两河的影响是比较小的。
        1.5.2地下水
        地下水按照赋存的形式一般分为松散堆积物中的孔隙水,基岩裂隙水和上层滞留水,经过多次的勘察,工点出的勘探深度范围内没有见到第四系孔隙水以及基岩裂隙水,从本地气象特征进行分析,发现大气降水主要是汇集在每年的6月到8月份之间,上层滞水以及冬季的降水大多是以冰或者积雪的形式滞留在第四系以及基岩风化层中,春季气温回升,积雪以及冰冻层开始融化,从而形成春融上层滞水,在下渗的过程中会对边坡工程造成不利的影响。
2滑坡勘察中应用的必要性
        滑坡是山体变形中一种规模比较大、数量比较多、危害比较严重、性质比较复杂并且具有一定规律的一种不良地质现象,为了找到存在的隐患,消除危害,需要采取经济有效的滑坡防治措施,保证铁路施工以及运营的安全,就必须对各种山体滑坡进行地质勘察。
3浅层地震勘探的含义
        浅层的地震勘探是人工利用爆破的方法制造出的小型地震,分析仪器所接收到的地震波以及反射波,并根据波速的参数确定地层的特性,地质的构造。它的优点是快速、设备操作简单、对断层以及破碎带比较敏感、判断准确。浅层的地震勘探方法主要是顺泰瑞雷波法、地震反射波法、地震折射波法等浅层地震勘探的方法,浅层地震折射的方法是利用地震波的折射原理,对具有波速差异的浅层地层和构造进行探测的一种地震勘探方法;浅层折射波法是根据地震勘探利用人工来激发的地震波进行地下介质的传播,当穿过波速不同的介质分界面的时候,波就改变了以前的传播方向从而生成折射;如果下层介质的波速高于上层介质的波速时,在波的入射角度等于临界角度的情况下,折射波会沿着分界界面以下的介质中的速度“滑行”,浅层的地震折射波法是浅层地震勘探中的一种重要工程勘察的方法,经常用来勘测覆盖层或者低速层的厚度、基岩的起伏、断层和古河道的分布等水文工程地质问题。
4数据处理与成果分析解释
        关于地震资料的处理和解释,是通过原始记录中折射波的对比进行识别,然后读取基岩顶面折射波的初至时间,然后经过同一界面的折射波的时间和距离曲线相遇之后进行连接,然后绘制出同一个界面的折射波时间距离的曲线,后使用T0数差时距曲线法计算出微风化、弱风化的基岩顶面的埋深和表层的有效速度Ve以及界面速度Vr;对于强风化界面,需要使用时距曲线的第一支在强风化表面上的折射波时距曲线出现的转点进行计算表层和覆盖层的速度以及强化风界面的速度。
结语
        在本次工程的地质勘察中,使用到了浅层地震折射层析法、瑞利波两种方法,基本查清楚了指定范围内的地层情况,查明了各滑坡动面的深度以及上部覆盖层的密实程度。物探的解释结果和勘察的结果是吻合的,最后通过实例说明了浅层地震折射层析法和瑞利勘探可以有效地对浅层地质结构进行探查,者具有较高的精度,为地质灾害的研究评价提供了一定的依据。
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