本站原创【关键词】电测波层析成像技术；地质；边坡工程；勘察；应用
电磁波层次成像技术是在医学层析成像技术理论上发展起来的，结合了层析成像技术和电磁波勘探技术的特点，具有探测精度高、信息量大的优势，因此在地质体内部结构的勘测中应用也越来越多。电磁波层析成像技术最初于上世纪二十年代在前苏联进行研究，至七十年代美国开始应用于钻孔间的探测等。直到上世纪八十年代，在我国的一些高校才开始对该技术进行研究，现在，高技术已经在石油、金属矿、地下水、岩溶、桩基等领域内广泛使用。电磁波层析成像技术主要涵盖电磁波系数层析成像、电磁波走时层析成像或电磁波相位层析成像，因此文章针对该技术在复杂高边坡工程地质勘察中的实际应用进行分析。
1 电磁波层析成像技术
电磁波层析成像技术，简称EMT，是根据医学中的CT技术发展而来，电磁波勘探是利用电磁波在介质中传播的速度以及衰减性来判断介质的分布及存在，通过一定频率的电磁波对地质体进行扫描，然后利用根据系统接收到周围不同方向的电磁场性质，进行计算以及图像重建，从而得到地质体内部的结构构造分布及其性质。在工程中，通常是利用介质对电磁波的衰减吸收系数对地质体中电磁波的传播特性指标进行定量，例如完整的岩体、坚硬的岩体中电磁波的吸收系数低，完整性越差、如溶洞、断裂带、裂隙带的电磁速低，吸收系数高，通过对吸收系数的分析，真实的反映出地质发育的空间分布特征。2 边坡工程场区地质条件
本工程为一处废弃矿山高边坡工程，高度100米左右，计划在此地利用边坡建在摩崖石刻。工程影响深度约50米，工程的规模、设计位置及建造工艺均与边坡内部岩体的完整性、岩溶及断裂构造等相关，对钻探工程也有特殊要求，所以，必须对以上一方面的因素进行详细的勘测。根据地质调查与钻探资料显示，场区近地表地层为第四季松散堆积物，下部为石炭系船山组灰岩，岩体内存在发育良好的裂隙岩溶，节理发育完整，如图1，对岩溶裂隙的分布与发育影响较大，造成沿线地质异物和周围岩物性质存在较大的差异，特别是溶洞内充满黏性土、裂隙内充水等现象，电磁波在穿过这些地质体时，有明显的衰减，吸收系数变化明显，为电磁波层析成像技术的应用提供了条件。3 电磁波层析成像测试
测试采用国产JWQ-5地下电测波法采集系统，在钻孔中分别放置发射机与接收机，固定发射机，接收机沿孔壁上下移动扫描，发射点与接收点密度都是1米，孔间距不大于25米。进行现场测试时，电磁波的分辨异常和距离都受工作频率的影响，高频率下，穿透距离短，但是分辨率高，经过测试，选择8MHz的发射频率，既保证有足够的穿透距离，又保证有较好的接收质量，本测试对现场10组孔间进行电测波层析成像的测试。4 ZK7-ZK3-ZK13-ZK5-ZK11电磁波层析成像地质解释
该层位于边坡外侧与边坡近乎平行处，是该工程最重要的探测剖面，沿着剖面穿越坡摘自：本科毕业论文模板www.udooo.com
体的上部，有多条溶蚀裂隙发育。在孔ZK3-ZK13处，高程大于112米时，吸收系数范围基本高于0.80nB/m，说明该处的裂隙发育较好；而高小于112米时，吸收系数基本在0.5-0.80 nB/m之间，说明岩体的整体性较完整；高程小于104米时，吸收系数低于0.5 nB/m，说明岩体的完整性较好。在浅地表处吸收系数较高的位置，表现出高异常特征，呈块状分布，因此可能存在溶蚀、断裂发育。高程在113米时，有明显异常体，呈块状分布，因此可能存在溶蚀、断裂发育，如图2所示。而在113米到114米附近突然变高，说明该深度处存在严重的溶蚀带。从上图可以看出，ZK13和ZK5间存在三处电磁波衰减异常带，高程在108米处有吸收系数呈带状分布的异常带，可能是受溶蚀发育的影响。在ZK13以东出现吸收系数较高的异常带，说明其裂隙、溶蚀发育较好。同时根据电场衰减曲线观测结果，在112米高程上的衰减偏高，也就说明该处肯定有裂隙或溶蚀发育。在ZK5以东大概16米处，有高异常带分布，这与溶蚀现象有直接的关系，根据吸收系数的变化，以及在114米处的电场剖面严重衰减的现象出现，可以反映出和溶蚀槽RSC5的影响有关。综合进行后，可以确定溶蚀裂隙槽向下延伸至标高105米附近，影响的宽度大概在1-1.5米。
5 电磁波层析成像探测的规律
通过对作业区10组孔间的电磁波吸收系数进行探测，用所得到的探测结果和其它方法得到的结果进行对比可以发现，在场区内将破碎-极破碎岩体、裂隙发育-强发育带的吸收系数视为大于1 nB/m，较破碎、较发育带以及溶蚀带的吸收系数视为0.75-1 nB/m之间，而局部裂隙带、较完整的wanting吸收系数范围为0.55-0.75 nB/m，完整岩体吸收系数范围为0.1-0.55 nB/m；而冲水溶洞或填充黏土的裂隙以及破碎带的吸收系数为0.95-1.5 nB/m之间，呈现出高异常孤立体、构造破碎带及裂隙发育带表现为高异常体，呈现出带状或条状分布。岩体整体的破碎程度可以用电磁波同步测量曲线的形状变化进行宏观的反应。通常，曲线 向右偏，表明吸收系数相对较大，存在大规模的溶洞或裂隙发育，如果曲线向左偏，表明此处岩体较为完整。岩体完整性的垂向变化规律可以由各剖面电磁波吸收系数成像剖面的垂向变化宏观反映出来。在存在溶蚀槽、溶蚀裂隙带以及溶洞等构造发育的时候，岩体的电磁波衰减一般比较强烈，岩体较为破碎，岩体结构以及完整性的变化通过其它探测方法测得结果与电磁波层析成像探测的结果相似性较高。
6 结论
将钻探技术与电磁波层析成像技术相结合，能够对岩体中的溶洞、断裂破碎带及裂隙发育带的分布特征及发育程度有效的进行探索，两种技术是互补的关系。根据探测结果表明，高程在108-112米以上的岩体发育有岩溶、节理裂隙，岩体较破碎；高程在100-112米范围内的岩体较完整；高程在90-85米以下，岩体完整，结构均匀。根据电磁波层析成像技术的应用，能够对勘测区域的地质构造以及发育特征有效的进行探测，从而为工程建造提供科学的参考依据。
参考文献：
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