一種土質(zhì)邊坡滑動面綜合預(yù)報方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種邊坡滑動面預(yù)報技術(shù)，具體地說，涉及一種土質(zhì)邊坡滑動面綜合 預(yù)報方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 邊坡滑動面的有效預(yù)報是邊坡穩(wěn)定性分析、邊坡地質(zhì)災(zāi)害識別、危險性評價、監(jiān)測 預(yù)警的基礎(chǔ)。目前工程界在邊坡滑動面預(yù)報方面主要存在兩個問題：第一、缺乏多種方法的 集成預(yù)報，預(yù)報方法單一，預(yù)報結(jié)果具有不確定性；第二、邊坡滑動面的現(xiàn)行計算與規(guī)范中 均以極限平衡法為理論基礎(chǔ)，常采用Bishop法、條分法等數(shù)值分析與有限元模擬方法，這 些方法在一定程度上脫離工程實際。因此，以上兩個問題嚴(yán)重地影響了邊坡滑動面預(yù)報的 準(zhǔn)確性與時效性。
[0003]目前現(xiàn)有技術(shù)中：
[0004] 申請日為2014年11月26日，公開號為CN104404986A，名稱為"一種巖質(zhì)邊坡潛 在滑動面的定量識別方法"的中國發(fā)明專利申請公開了一種巖質(zhì)邊坡潛在滑動面的定量識 別方法，該方法采用B0TDR/B0TDA分布式光纖傳感技術(shù)，對邊坡巖體進(jìn)行分布式溫度檢測， 得到降雨入滲引起的巖體溫度變化，通過邊坡各監(jiān)測孔中將巖性、張開度和地下水位變化 等參數(shù)與巖體溫度變化進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定邊坡的雨水入滲結(jié)構(gòu)面，并結(jié)合分布式變形檢 測時邊坡滑動位置的對比分析，識別邊坡潛在滑動面。
[0005] 發(fā)明專利"一種巖質(zhì)邊坡潛在滑動面的定量識別方法"該方法僅針對巖質(zhì)邊坡，且 涉及的監(jiān)測儀器和監(jiān)測內(nèi)容類型多，因此造成了 "一種巖質(zhì)邊坡潛在滑動面的定量識別方 法"整體適用性窄，成果不直觀的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在邊坡滑動面預(yù)報方法適用性差、成果不直觀等缺陷，本 發(fā)明提出了 一種土質(zhì)邊坡滑動面綜合預(yù)報方法。該技術(shù)集成了探地雷達(dá)法、高密度電法、面 波勘探法三個地球物理方法，從不同的物性差異與方法原理，實現(xiàn)了邊坡滑動面現(xiàn)場數(shù)據(jù) 的快速采集和實時數(shù)據(jù)處理、對比驗證，能取長補短，能克服單一方法的不確定性，具有觀 測精度高、高效率、分辨率高、成果直觀、可靠度高等優(yōu)點。
[0007] 其技術(shù)方案如下：
[0008] -種土質(zhì)邊坡滑動面綜合預(yù)報方法，包括以下步驟：
[0009] 1)探地雷達(dá)法
[0010] 根據(jù)邊坡的地形，選擇探測方式，探測方式包括連續(xù)線測與點測。
[0011] 布設(shè)邊坡的橫向、縱向監(jiān)測線（點）。
[0012] 以"既能滿足分辨率要求，又能滿足檢測深度要求"為準(zhǔn)則選擇天線；
[0013] 對現(xiàn)場介電參數(shù)（或電磁波速）進(jìn)行標(biāo)定，并確定時窗、掃描樣點數(shù)等采集參數(shù)；
[0014] 天線緊貼于地表表面，逐點進(jìn)行檢測；
[0015] 天線盡量放置于測線之上；
[0016] 隨時記錄可能對檢測產(chǎn)生電磁影響的物體及其位置；
[0017] 采用RIS專用數(shù)據(jù)處理軟件對所檢測的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和處理分析（標(biāo)記和 粧號校正，添加標(biāo)題、標(biāo)識等），繪制邊坡監(jiān)測線的探地雷達(dá)圖，探地雷達(dá)工作原理如圖1所 示，壓制規(guī)則和隨機干擾，以盡可能高的分辨率在探地雷達(dá)圖像剖面上顯示反射波，突出有 用的異常信息（包括電磁波速度，振幅和波形等）來幫助解釋。
[0018] 2)高密度電法
[0019] 選擇驕鵬科技有限公司研制生產(chǎn)的E60DN型高密度電法工作站。測量A/D轉(zhuǎn)換位 數(shù)為24位，最大輸出峰值功率400Vpp/lpp,脈沖類型為方波，脈沖長度ls、2s、3s、4s可選， 可組成各種四極、三極裝置。
[0020] 開展不同排列裝置對比試驗。排列裝置為對稱四極、偶極、微分及聯(lián)合三極裝置， 依次用a、0、y、A、B來代表，溫納裝置（Wenner)系數(shù)K= 2Jrr，其中r為電極間距，AM =MN=NB=nr。溫納裝置（Wenner)反映剖面相對斯倫貝謝裝置更平滑，淺部粘土層反映 明顯，受干擾較小。
[0021] 實施極距試驗。首先以固定點距x沿測線布置一系列電極（電極數(shù)量與測量儀器 系統(tǒng)有關(guān)），相鄰電極間距為x，取裝置電極距a=n?x(n= 1，2, 3......)，將相距為a的 一組電極（四根電極）經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接到儀器上，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)改變裝置類型，一次完成該測 點上各種裝置形式的Ps觀測（電極排列中點為記錄點），一個測點觀測完后，通過開關(guān)自 動轉(zhuǎn)接下一組電極（即向前移動一個點距X)，以同樣方法進(jìn)行該點觀測，直到電極距為a 的整條剖面觀測完為止。之后，再選取電極a= 2x，a= 3x，…，a= (n+l)x不同極距的 裝置，重復(fù)以上觀測。n稱為隔離系數(shù)。極距擴(kuò)大時，反映不同勘探深度的測點數(shù)將依次減 少。把測量結(jié)果置于測點下方深度為a的點位上，于是，整條剖面的測量結(jié)果便可以表示成 一種倒三角形（或倒梯形）二維斷面的電性分布。各電極至少埋深三分之一電極高，并且 與地面均勻、緊密耦合，使其保持豎直狀態(tài)，保持電纜線與各電極接口充分接觸。
[0022] 檢測各道電極的接地電阻。對于接地電阻大于10K的電極要進(jìn)行重新埋設(shè)；對于 接地電阻小于10K但相鄰兩道電極的接地電阻差在10倍以上時，要重新埋設(shè)電極，同時可 以澆鹽水降低接地電阻。
[0023] 排列布置完成后，應(yīng)檢查布設(shè)是否正確，連線是否牢固。經(jīng)檢測如發(fā)現(xiàn)有不穩(wěn)定現(xiàn) 象，應(yīng)檢查電纜線與各電極的連接是否良好。
[0024] 數(shù)據(jù)采集存儲于測量儀器上，以保證數(shù)據(jù)真實可靠；
[0025] 記錄每一測點高程，在數(shù)據(jù)處理時進(jìn)行高程較正；
[0026] 儀器操作員要現(xiàn)場填寫操作員記錄和布極班報，野外記錄清楚，對明顯地物和干 擾源都有詳細(xì)描述，以利于資料的判釋；
[0027] 經(jīng)過RES2DINV自動迭代反演程序處理后繪制成高密度電法反演成果圖，進(jìn)一步 處理得到高密度電法推斷解釋圖。
[0028] 3)面波勘探法
[0029] 選擇驕鵬科技有限公司研制生產(chǎn)的Miniseis24A綜合工程探測儀。具有24個高精 度記錄道，采用A224位高精度、高速度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有最小25微秒的采樣間隔和131dB 的動態(tài)范圍。
[0030] 采用了重錘激發(fā)，當(dāng)錘子在地表產(chǎn)生一瞬態(tài)激振力時，就可以產(chǎn)生一個寬頻帶的R 波，這些不同頻率的R波相互迭加，以脈沖信號的形式向外傳播。接收道數(shù)為12道，采樣間 隔為0. 5ms，采樣率為1024,偏移距為5m，道間距為lm，最大炮檢距為16m，檢波器的固有頻 率為4. 5Hz。
[0031] 采用GeoRwa4. 0面波處理軟件計算各頻率條件下瑞雷波的傳播速度：
[0032] 確定面波時間一空間窗口；
[0033] 在頻率一波數(shù)域內(nèi)提取面波；
[0034] 進(jìn)行頻散分析并形成頻散曲線圖；
[0035] 根據(jù)頻散曲線的變化，對層數(shù)和各層速度的變化范圍做出定性解釋；
[0036] 進(jìn)行定量解釋，確定各層的厚度，計算各層的橫波傳播速度（程序中已把面波波 速轉(zhuǎn)化為橫波波速），并對獲得結(jié)果進(jìn)行反演擬合解釋，直到擬合相關(guān)系數(shù)滿足要求為止；
[0037] 據(jù)反演的結(jié)果繪制成彩色的地層瑞雷波波速影像圖。
[0038] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明集成了探地雷達(dá)法、高密度電法、面波勘探法，實現(xiàn) 了邊坡滑動面現(xiàn)場數(shù)據(jù)的快速采集和實時數(shù)據(jù)處理，具有觀測精度高、高效率、分辨率高、 成果直觀等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0039] 圖1探地雷達(dá)工作原理圖；
[0040] 圖2高密度電阻率法的裝置形式；
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