南洋理工大学费璕瑺团队JHM：新加坡近海填埋场的地球物理、岩土工程和地球化学综合评估

图文导读

全球有关离岸或者海岛填埋场的案例研究非常有限，因此本文采用了多种地球物理调查手段，结合传统岩土调查技术和地球化学分析，对新加坡海岛填埋场的部分填埋区域进行全面调查（图 1 ），为填埋场的管理及今后资源回收工作提供支持。文中使用了以下地球物理探测技术：

• 电阻率层析成像（ ERT ）：用于获取填埋场地下废物的电阻率分布图。

• 感应极化（ IP ）：用于探测废物层中的极化效应，特别适用于含金属废物的识别。

• 表面波多道分析（ MASW ）：评估填埋场废物的剪切波速度（ V _s ），用于判断废物的密实度和剪切性质。

• 微震阵列方法（ MAM ）：使用低频噪声能量表征填埋场深处结构。

图 2 展示了其中一个调查截面的地球物理反演结果，使用 borehole records ， CPT 等传统岩土方法对地球物理探测结果加以验证。整合所有地球物理探测数据，分析并建立图 3 所示场地 3D模型 结合这些地球物理参数，研究使用 K 均值聚类算法（ K-means Clustering ）对废物分层，并评估了填埋场中垃圾总量及可回收的金属资源总量（图 4 ）。根据聚类分层结果（图 5 ），各地层的 Vs ， Res ， IP 三个地球物理性质差异明显，大致沿深度分层。本文方法将地球物理探测技术非侵入，效率高，覆盖范围大的优点，和传统成熟岩土调查，地球化学分析方法的可靠性相结合，从而获得对海岛填埋场全面可靠的评估。

图 1. 综合场地调查方法示意图

图 2. 填埋场某测线截面剪切波速，电阻率，极化率反演结果

图 3.3D 填埋场地球物理测量模型

图 4. 基于地球物理反演模型使用 K-means 聚类得到的填埋场地层划分模型 ( 自下而上依次是岩石层， 2 层海底淤泥和 3 层垃圾 )

图 5. 不同地层地球物理特征差异总结分析