电阻率层析成像技术在滑坡调查中的应用土耳其研究实例.doc

电阻率层析成像技术在滑坡调查中的应用—— 土耳其研究实例 Mahmut G. Drahor 等 （Center for Near Surface Geophysics and Archaeological Prospection （CNSGAP）, Dokuz Eylul University, Tinaztepe Campus, 35160 Buca , Izmir, Turkey） 翻译：任政委；校对：何雪洲 【摘 要】 电阻率层析成像是一种近地表地球物理勘查方法，它广泛应用于滑坡在内的各种地质、环境和工程等地质勘查。本次研究中，对土耳其艾登市瑟凯地区的一个滑坡场地进行了电阻率层析成像（ERT）勘查。2003年，由于开挖作业，导致一所新建学校附近斜坡上的上第三系地层变得不稳定，并在一场大雨之后出现了移动。随之而来的滑坡覆盖了这所学校的部分建筑物。作者采用温纳排列形式的二维电阻率方法，沿滑坡体布设三条剖面，得到了滑坡体的几何结构和特征等有用信息。另外，为了解电阻率法对滑坡的响应曲线，在野外调查之前，利用电阻率方法对滑坡进行了二维合成电阻率模拟研究。在滑坡场地还打了八个钻孔。钻孔和电阻率层析成像勘查两样成果都指出该场地内有一断层。沿着滑坡轴的测线上电阻率数据反映了该断裂面。 【关键词】 电阻率层析成像 滑坡 瑟凯 土耳其 1 概述 近地表地球物理勘查方法应用于斜坡稳定性调查已经有35年。由于滑坡区域地形的剧烈变化，导致实施这类勘查比较困难。近年来，随着计算机技术和数值方法的进步，一些浅层地质问题的调查已通常采用层析反演的地球物理成像技术。目前电阻率层析成像（ERT）和地震成像方法已经广泛应用于滑坡调查。 电法测量或许是一种快速调查地下几何结构、含水量以及地下水流的方法。电阻率法是解决浅层地质问题的标准地球物理勘探方法之一。它在确定诸如滑坡主体、几何特征、破碎面等滑坡特征方面也有用。自20世纪70年代末以来，电阻率方法一直用于滑坡调查。最初，它作为垂直电阻率测深（VES）应用在滑坡调查中。现在，该方法在斜坡稳定性调查中常被用作二维或三维电阻率测量使用。 2003年，一场暴雨之后，土耳其爱琴海区域艾登的瑟凯地区发生了一起滑坡。毁坏了附近一所新建小学的部分建筑物。滑坡之后开展了一些土工和钻探研究。然而，钻探结果不能充分的确定滑坡体的几何特征。因此，采用温纳排列形式在3条测线上作了二维电阻率堪查。一条测线是沿着滑坡的轴线方向，另两条是横穿滑坡体方向。为了获得这些测线的电测图像，将这些资料都用电阻率反演技术作了处理。电阻率层析成像研究对确定滑坡体的几何特征和一些物理性质有益。电阻率层析成像和钻孔结果吻合较好。本文主要讨论这一研究成果。 2 场地特征 2.1 地质背景 滑坡区域位于西部安纳托利亚的瑟凯镇，属于晚第三纪时代瑟凯地层（图1a、b）。这个地层出露于比于克门德雷斯地堑的北部和西北部分，它是西安纳托利亚的一个主要东西走向的地堑。在瑟凯镇和库沙达瑟镇之间发现了南北走向的晚第三纪-第四纪沉积物。比于克门德雷斯地堑的断层和爱琴海确定了这类地质层序的界限。环绕地堑的断层是活动断层，1955年最近的一次大地震（M=6.8）就发生在瑟凯-Balat断层系统。瑟凯晚第三纪盆地被朝向库沙达瑟镇方向的正断层包围（图1b）。 根据Gurer等资料（2001）研究，这个区域的岩石单元分成三类主要的岩石组。Menderes Massif的变质岩构成了晚第三纪沉积岩覆盖的基底。覆盖在Menderes Massif之上的第二个主要岩石组起源于中新世地层（图1c、2）。最上面的地层包含Yamackoy砾岩、上第三系砂岩和第四系冲积层（图1c, 2）。晚中新世-早全新世之后，由于褶皱和断裂的作用过程上三系地层发生了严重变形。总的褶皱走向是ENE–WSW 和 NNW–SSE，而断层走向是E–W, NE–SW 和 NNW–SSE （图1b, c）。 研究区位于瑟凯镇的西北部分（图1b, c）。在研究区的南部发现了由绿泥石组成的云母片岩、白云母和石英岩，属于Menderes Massif。研究区的北部该层被角度不一的瑟凯地层所覆盖，它包含砂岩、粉砂岩和泥岩，也含有薄层状的褐煤。除此之外，一些老滑坡在地形图上或通过野外观测也能明显地看到（图3、4）。在区域的东北部有一所小学新建的教学楼。2003年，学校为建第二个花园，在教学楼的南部进行了开挖。由于这些开挖，一场大暴雨之后，邻近学校教学楼小山坡上易破碎的上第三系地层出现了移动，随之产生的滑坡破坏了这所学校。一部分地面和教学楼一层被滑坡下来的泥石所覆盖（图4 a, b）。这一事件耽误学校为公众服务约长达三年。图4c显示了滑坡后的主要特征（主要的、次要的陡坡和顶部）。沿滑坡运动方向的电阻率测线