电阻率法追索西安城市地裂缝应用研究.pdfVIP

第六届中国国际地球电磁学术讨论奈 Thesixth China international geo-electromagneticworkshop 两安地裂缝除主裂缝外，大多数都存在次级裂缝，次级裂缝一般不出露地表，对建筑物的影 响也远小丁土裂缝。地裂缝绝大多数是南盘下降且南倾的断裂，其倾角在75～82。之间，在地表 处近似直立[21。裂缝均为张性开裂，开裂宽度O．5～3era，向下逐渐闭合。裂缝两侧地层被错断，断 距随深度增大。 图1西安地裂缝分布示意图 地裂缝不断活动，使浅表地质体发生形变、位移、破裂，导致建筑物、道路、桥梁变形，城 市生命线T程的地下水管、煤气管、暖气管错断，名胜古迹损坏等，给两安市经济和建设造成了 严重的损失。已经成为西安市的主要地质灾害。西安地裂缝目前仍然处于不断的发展和演化过程 中。随着城市建设的发展，地裂缝与工程建设的关系将更加密切。对地裂缝的研究止从区域转向 场地。 由于地裂缝的存在，严重破坏了地面及地下各种建筑设施。因而查明地裂缝的走向及延伸对 西安地区的城市规划和建设具有重要意义。本次地裂缝勘测场地位于友谊硝路与朱雀大街交口处。 该处拟建23层高楼，但由于该处附近有F5地裂缝及其次级裂缝存在(朱雀路修路及铺设管道开 挖中已经被证实，见图2)，而场地附近并无明显显示。为保证拟建高楼安全，必须搞清地裂缝通 过场地及其附近的准确位置。由于地裂缝空隙极小，仅几厘米，埋深变化较大，勘测具有一定的 难度。西安地区地层主要为亚粘土和黄土，其电阻率均较低，仅10Q．m左右，地裂缝多为高阻 空裂带，探测地球物理前提存在。 2．方法简介 物探方法多种多样，各有其适用对象，从原理上看，中间梯度法(简称中梯法)是适用于追 索陡立高阻脉状体的有效方法，而地裂缝的形态和电性均表现为高阻陡立脉状体的特征。中间梯 度法是电阻率剖面法中一种常用的重要方法。是将供电电极AB固定在相距较远的地方，测量电 极MN在AB中段1／3的范围内逐点观测。在半无限介质条件下，AB中部1／3范围内电场可近似 地认为是均匀的。由于在测量中，AB固定不变，h皿q沿剖面移动，所以其视电阻率反映了地电断 A，r 面沿水平方向的分布情况。其视电阻率为：p∥=Kw兰≥ 330 第六届中国国际地球电磁学术讨论套 ThesixthChinainternational geo-electromagneticworkshop 其中K为装置系数。 另外，中梯装置的MN极也可以在离开AB连线一定的距离(AB／6范嗣内)且与之平行的 旁测线上观测，其装置系数略为复杂一些。 虽然中梯法探测陡立高阻脉状体具有优势，但要用该方法在空隙极小的城市地裂缝勘察中取 得好的探测效果，还要解决好接地和探测深度问题。 图2场地概况及测线布置 图3电阻率剖面图 3．测线布置与电极处理 本次施工地处闹市区，干扰较大，楼房、围墙、水泥地、拆迁废渣给施工带来…些不便。受 条件限制，测线长度只布置到75m(见图2)，0号点以北，20号点以南均为水泥路面，AB取45、 不小于2A，接收最小信号15mV。 为了计算方便，同时又能保证可靠的精度，把供电极近似为深埋地下半径为r的球形电极(另 一电极在很远处)，设大地是电导率为。的均匀介质，则其接地电阻 凡=1／(41ccrrl 由上式可见，球形电极的半径及地下介质的电导率越大，其接地电阻越小。当然，实际地下 并非均匀介质，因此，真实的接地电阻与上式结果有差别，但由上式可看到减小接地电阻的途径。 本次T作，均借用花坛把供电极打入泥土，并浇盐水。有一供电极就打在机动车与非机动车 道间的花坛中。若在水泥路面，可用冲击钻打穿路面，灌泥土，浇盐水，再打入供电极。对沿测 线的废渣清理并压实，事先给每个测量电极位置浇水。在水泥地面，对接收电极进行特殊处理， 每点置黄泥块，再将电极插于其上，保证接触良