基于电阻率-岩土参数经验的整合电法斜坡稳定性评估框架研究

《Scientific Reports》：A quantitative geophysical–geotechnical framework for slope stability analysis using electrical resistivity tomography

　　

摘要

斜坡不稳定性对地质复杂且快速城市化的地区（如印度尼西亚西爪哇省）的基础设施建设构成主要制约。可靠的斜坡稳定性分析需要地下力学参数的空间表征，包括黏聚力、内摩擦角和体积密度。传统岩土工程调查提供准确的点尺度数据，但往往受限于高成本、有限的空间覆盖范围和后勤挑战。本研究提出了一种整合的电法-岩土框架，使电阻率能够定量用于斜坡稳定性评估。本研究在万丹县巴达拉朗区进行，该区域以火山岩性为主。电阻率层析成像和垂直电测法与钻孔记录、标准贯入试验数据和实验室测量相结合，以推导电阻率与关键岩土参数之间的经验相关性。结果表明，电阻率（ρ）与黏聚力之间存在极强相关性（R2 = 0.8270），与体积密度（ρ?）之间存在强相关性（R2 = 0.6860），与内摩擦角之间存在弱相关性（R2 = 0.1780）。基于电阻率推导的参数被纳入指定地下水条件下的极限平衡斜坡稳定性分析。代表性电阻率推导参数模型产生了2.60的安全系数（FoS），而最终空间整合的斜坡模型产生了1.23的最小安全系数。这些结果表明，当通过钻孔和实验室数据进行校准和约束时，电阻率可以为初步斜坡稳定性评估提供空间连续、特定场地的岩土信息。