土体电阻率与导热系数的相关性实验研究

将南京下蜀土与中砂以不同比例混合,配制了四种土样,利用室内四极法分别测试了每种土样在不同含水率条件下 的电阻率,发现随含水率和黏土颗粒含量的增加,土体电阻率减小;同时,采用DRE导热系数测试仪测试了每个试样的导 热系数,发现随含水率和砂含量的增高,导热系数增大。已有研究表明,土的电阻率与导热系数均与土体饱和度及孔隙率 等物理性质有关。通过将土的电阻率与导热系数进行拟合,发现两者符合指数关系,并建立了表征电阻率与导热系数相关 性的数学模型。该文研究结果为利用现场实测的电阻率指标间接求取土体的导热系数提供了依据。     

非饱和黄土电阻率和含水率间关系试验研究

通过土壤电阻率和土壤含水率的关系,可以将高密度电法测得的土壤电阻率剖面快速转化为含水率剖面,对于土壤含水率的连续性监测具有重要意义。笔者以甘肃永靖黑方台非饱和黄土为研究对象,采用四电极法进行了室内一维电阻率试验,分析了电阻率的时间特性,提高了黄土电阻率测试的精度,建立了黑方台黄土电阻率与其含水率之间的关系。结果表明,同一干密度条件下,在黄土吸湿和脱湿过程中,黄土的含水率与电阻率呈指数关系,脱湿和吸湿过程均具有较好的相关性,在含水率不断增加的过程中,土体的电阻率逐渐减小。在不同干密度条件下,黄土的电阻率和含水率具有较好的相关性,且随着含水率的增大,电阻率值逐渐减小直至趋于稳定,随着干密度的增大,土体对水分的敏感性有所降低。     

不同温度下冻土单轴抗压强度与电阻率关系研究

为了研究青藏铁路路基在载荷下的力学行为,探索新型手段快速准确地估计冻土的单轴抗压强度参数,采用北麓河粉质黏土在室内进行了不同温度的冻土单轴压缩试验,并全过程监测土样电阻率的变化,得到了冻土的应力-应变-电阻率全过程曲线。试验结果表明,在干密度 1.71 g/cm3且含水率 17.83 %下,冻土的单轴抗压强度随温度降低而线性增加;初始电阻率 随温度降低逐渐增大,从-20℃对温度的敏感性开始显著增强;冻土单轴抗压强度与初始电阻率之间满足半对数线性关系,相关性很好,因此测定初始电阻率可准确估算冻土的 。从应力-应变-电阻率全过程曲线来看,冻土在单轴载荷作用下经历的压密、弹性变形、塑性屈服、破裂后各阶段对应电阻率变化趋势是快速减小至最小、稳定增加、剧烈增加,这种关联的变化关系也说明用电阻率法来研究冻土强度及载荷下的变形问题是可行的。     

安哥拉Quelo砂场地非饱和渗流试验与计算

在安哥拉某Quelo砂土场地开展了现场试坑浸水试验,实测了水在地基土中的渗透和消散过程;通过室内测试得到砂土的主要物理参数,采用改进的Kovács粒径方法估计土-水特征曲线,Van Genuchen模型估算渗透系数曲线,数值模拟了与现场试验情况相同的水渗透和消散过程;对比了实测结果和数值计算结果的异同。研究结果表明浸水条件下自由水面之下的砂土远未达到完全饱和,数值计算结果虽能较好反映浸水渗透的宏观规律以及停水后水的消散过程,但要较准确预测水的浸润范围,需要建立经验的“饱和体积含水率”取值方法,本砂土场地“饱和体积含水率”取对应饱和度65%的体积含水率较为适宜。     

基于高密度电阻率法对季节性冻土的监测研究

通过建立正演冻土模型,验证了将高密度电阻率法应用于冻土监测的可行性。对高密度电阻率法装置进行特殊处理,将其应用于对季节性冻土的监测,并进行了七个月份的连续监测。结果表明:高密度电阻率法在季节性冻土监测中可行;通过对实测数据进行反演处理,得到电阻率反演剖面,可以看出表层土壤在季节变化中有明显的结冻、解冻行为;并可估算出冬季冻土深度范围。     

基于高密度电阻率法的上海粉砂土在冻结条件下的导电特性试验

根据测温孔在冻结壁温度场检测中存在的不足和高密度电阻率法勘探的特点,进行了高密度电阻率法检测冻结壁温度场的可行性探讨.在初始含水量和密度与原位土一致的情况下,采用高密度电阻率法中的温纳四极、温纳偶极和温纳微分3种装置,分别对上海地铁四号线的粉砂土进行了在30~-30℃条件下的导电性试验研究.结果表明,视电阻率随温度降低而增大,导电性随温度的降低而减弱,导电性与温度密切相关;在温度高于-4℃条件下,粉砂土的电阻率随温度变化相对较小,温度低于-4℃时,粉砂土电阻率随温度变化较明显;同时,在30℃≥t>-4℃、-4℃≥t>-10℃、-10℃≥t≥-30℃三个温度段分别拟合出相关度较高的温度-电阻率回归方程.试验表明高密度电阻率法检测冻结壁是可行的,可为今后上海乃至长江三角洲地区类似土层采用冻结法施工时检测冻结壁的发育状况提供参考.     

基于高密度电法的天然边坡水分运移规律研究

地下水是滑坡变形与失稳的重要影响因子,目前关于天然边坡水分运移过程的研究多借助传感器监测或数值模拟,但尚不能充分满足无扰、快捷的测量要求。针对该类问题,以天然边坡为研究对象,利用高密度电法结合时域反射技术,通过测量边坡土体含水率与电阻率,构建两者的对应关系,据此反演并分析边坡介质地下水的分布特征及迁移规律,验证高密度电法技术在探究天然边坡水分运移规律的有效性。现场试验结果显示:研究边坡土体含水率与电阻率呈明显对数关系;该边坡有效入渗或蒸发深度为2 m,大于该深度范围内,边坡土体含水率随深度增加逐渐减小;中雨强度下埋深为1.3~2.0 m范围内土体含水率激增的主要原因在于后缘裂缝的优势流补给;边坡高含水率(低电阻区)与低含水率(高电阻区)过渡区与后期滑坡滑动面位置高度吻合。     

盐渍土现场溶陷的双线法试验

针对盐渍土现场溶陷特性,在察尔汗盐湖地区进行了盐渍土的现场溶陷试验研究,补充了现场双线法试验,验证了该方法在研究盐渍土现场溶陷中的适用性,得出了试验数据,并从中掌握了现场盐渍土地基浸水溶陷的规律,提供了技术依据。试验表明:双线法适用于盐渍土现场溶陷的试验研究;在盐渍土浸水加载的过程中,存在溶陷起始压力和真溶陷起始压力,前者(75 kPa)是浸水盐渍土地基产生溶陷的起始点,而后者(110~115 kPa)是天然地基和浸水地基沉降量大小交替的临界点,地基的沉降也被这两个值分成了3个阶段;加载至峰值溶陷压力(175 kPa)时,溶陷系数也达到最大,即峰值溶陷系数(0.194),当加载超过峰值溶陷压力后,溶陷变缓,溶陷系数变小。     

从高密度电阻率成像法到三维空间上的包气带水文学

高密度电阻率成像法是新近出现的通过测定介质电传导特性的地球物理勘探方法.它方便、快速和多尺度,可对探测对象进行无损的、三维的和动态的监测.由于包气带中发生的各种物理、化学、生物和水文过程不可避免的都会引起介质电阻率的变化,通过高密度电阻率成像法可以对这些过程进行三维的动态监测,从而为我们在三维空间上认识各种包气带过程创造了条件.本文首先介绍了高密度电阻率成像法在半无限的介质表面上应用时的电极布置、测定和反演计算方法,然后介绍了影响介质电阻率的因素.最后,从电阻率空间分布的差异性和时间上的变化性方面,介绍了目前高密度电阻率成像法的应用领域和研究方向,以期能促进高密度电阻率成像法的广泛应用和推动三维空间上的包气带水文学的研究.     

高密度电阻率法在岩溶地区岩土工程勘察中的应用

岩溶由于其发育的不确定性及隐蔽性,仅靠钻探手段难以达到要求.在岩土工程勘察中,结合高密度电阻率法,极大地提高了工作效率,减轻了劳动强度.高密度电阻率法的最大优点是它反映的地电信息量大,实现用实测数据对整个断面进行反演.以广州市某场地为例,说明快速、高效、经济的高密度电阻率法在岩溶地区岩土工程地质勘察中的应用.     

电阻率测试技术在水泥土深层搅拌法工程中的应用研究

通过水泥土电阻率试验研究分析,可知水泥土电阻率与无侧限抗压强度、水泥掺入比、龄期成正相关,即随着无侧限抗压强度、水泥掺入比、龄期的增大而增大;水泥土电阻率与含水量负相关,即随着含水量增大而降低;影响水泥土电阻率的主要因素依次为含盐量、水泥掺入比、天然含水量、粉煤灰含量、石灰含量。进行了水泥土电阻率和喷粉搅拌桩桩身抗压强度、芯样力学性状和标贯击数的对比研究以及野外电测井、电测深剖面勘探,探索了电阻率测试技术在水泥土深层搅拌法工程中的应用。     

地球物理学方法在区分多年冻土区咸水层和淡水融化层中的应用

Direct current resistivity and ground penetrating radar surveys were employed to obtain the value of the resistivity and dielectric constant in the brine near the Barrow, Alaska. The geophysical surveys were undertaken together with the permafrost drilling program for the measuring of the ground temperature regime and for the core sampling. The sampled cores were measured for their physical and chemical properties in the laboratory under different temperature conditions (-60 to 20 ℃). Laboratory results support field observations and led to the development of a technique for distinguishing freshwater taliks and brine layers in permafrost. These methods were also employed in freshwater taliks near Council,Alaska. The electrical resistivity is a powerful and sensitive parameter for brine detection. However, the resistivity is a less sensitive indicator of the soil type or water content under highly saline conditions.High frequency dielectric constant is an ideal second parameter for the indication of the soil type, liquid water content and other physical properties. The imaginary part of the dielectric constant and resistivity have a significant dependence upon salinity, i.e. upon freezing temperature. The ground temperature regime and the freezing point of the brine layer are important parameters for studying the electric properties of permafrost terrain.     

基于电阻率法的黏性土场地工程性质评价

黏性土场地的工程特性评价是工程师们所关注的重要研究课题之一。电阻率法在环境监测、地质勘查等方面具有全面性、原位无损、速度快等特点被广泛应用,对上海地区典型的5个黏性土场地进行电阻率测井以及相应工程特性测试,测试分析了电阻率随场地黏性土层的含水率和密度等状态参数的变化规律,并提出了基于电阻率的黏性土工程特性评价方法。研究表明,电阻率随含水率减小呈指数函数增加,随密度增加呈线性函数降低;与土颗粒比表面积相关的土的塑性指数与电阻率之间呈指数函数关系;剪切特性和压缩特性都与黏性土的孔隙特性相关,而电阻率是土的孔隙特性反映指标之一,电阻率与黏聚力和压缩系数呈指数函数关系,与摩擦角和压缩模量呈线性函数关系。根据上述分析得出电阻率可以作为黏性土场地的工程特性评价指标。     

石油烃类污染土壤电阻率特征及其影响因素

为研究不同类型土壤受到石油烃污染后电阻率的变化情况和影响因素,采用米勒盒对4种不同类型的污染土壤进行室内电阻率实验.结果表明:粗砂和细砂的电阻率随着污染物量增加而减小,粉土和黏土的电阻率随着污染物量增加而增大,呈现出相反的趋势;当含水率大于30%时,改变含水率对土壤电阻率的影响很小,此时决定污染土电阻率的因素为土壤类型和污染物含量;温度是影响土壤电阻率的一个重要外部环境因素,受污染土壤电阻率随着温度升高而降低,符合修正参数的Campbell经验公式.     

掺石灰黏土电阻率试验研究

利用4电极电阻率测量装置,在室内对各种灰土样的电阻率进行测试对比研究,揭示了不同因素如灰土比、含水率、饱和度、土的结构和土粒粒径等对灰土样电阻率的影响。在不同含水率（15 %、20 %、25 %和30 %）条件下,素土及其与不同石灰掺量（1:10、1:15和1:30）的混合,通过轻型击实试验后,测量其横向及竖向断面上的电阻率,研究电阻率与不同石灰配比击实土样的物理力学性质之间的关系。实验结果表明,当含水率在15 %~20 %之间时,较小的含水率增量引起混合土样电阻率的大幅度下降;当含水率约达到20 %后,其电阻率随含水率的继续增加而减小的幅度很小;在15 %含水率时,掺灰土电阻率比素土样高;在30 %含水率时,其电阻率低于素土样,而且掺量越大,电阻率越低;由于击实导致土体颗粒的结构重新排列,电阻率在横向上大于竖向;电阻率随着无侧限抗压强度的增加而增加,在电阻率大于50 ?•m时,电阻率随无侧限抗压强度的增加而减小;饱和度、干密度与电阻率呈负指数变化规律,孔隙率、孔隙比与电阻率呈指数变化规律;含水率对于电阻率的影响较为敏感。     

土的电阻率室内测试技术研究

土的电阻率可反映土的组成和结构特征。室内测试是研究土电阻率的主要方法之一。本文在分析影响电阻率因素的基础上,总结了国内外现有土电阻率测试的原理与方法,介绍了作者研制的一种实用土电阻率测试仪,并通过典型试验,论证了该测试仪器的可行性,可以在室内土电阻率测试试验中应用。     

基于电测法的路基土物理性质室内测试方法研究

路基土在长期服役过程中性能会发生衰变,其中含水率及压实度是路基施工时的重要控制指标,因此,土体的含水率控制及压实质量是关系路基性能评价的关键因素。为了弥补现有检测方法的不足,基于四极电测量法研发了一种土体物理参数室内快速测试装置,通过改变含水率对不同压实度土样的电阻率、极化率变化进行了一系列室内试验,得到了其相关关系及变化趋势,分析了含水率、压实度对电参数的影响,提出了依据土含水率、压实度计算电阻率、极化率的计算公式,探讨了测试方法的可行性。结果表明:不同地区土的电阻率均随含水率、压实度增加而减小,极化率随含水率、压实度的增加而增大,不同压实度下,土的电阻率、极化率随含水率变化分别呈现相似指数、对数特征;对于天津王庆坨地区壤土,压实度在84. 47%~94. 41%范围内,含水率从15%变化至20%时,电阻率下降为原来的1/3~1/2倍,极化率增大为原来的1. 4~2. 3倍,得到了室内拟合公式;实际工程中,电阻率法更适用于土体含水率检测,极化率法更适用于土体压实度检测;综合应用电阻率、极化率指标对于路基工程具有较好的勘探前景。研究成果将为路基土的工程性质检测及评价提供理论基础。     

击实黄土的电阻率特性试验研究

我国西北与华北地区分布有大面积的黄土,在工程建设中常常需要采用击实黄土。探讨了利用土的电阻率方法评价和控制击实黄土工程性质的可行性。通过研制的ESEU―1型土电阻率测试仪对不同方法制备的西安击实黄土样进行电阻率测试,系统地研究了含水率、孔隙液化学成分、饱和度以及温度与电阻率的关系,探讨了击实黄土的电阻率基本特性。试验结果表明：土的电阻率随含水率与饱和度的增加而减小;孔隙液的导电能力越强,土的电阻率越低;土的电阻率随温度的上升而减小,对于试验所用的西安黄土来说,温度对电阻率的影响试验常数 = 0.026℃–1。研究结果表明,土的电阻率与其物理力学性质指标间存在良好的相关关系,可有效用于土的工程性质评价