土的电阻率特性及其工程应用研究

在阐述电阻率层析成像理论的基础上,采用改进的MillerSoilBox进行土样的室内电阻率试验,根据4因素3水平正交试验得出影响土的电阻率变化的主次因素顺序是:含水率、孔隙水的导电性、饱和度、土的种类。依据大量试验数据,分析了电阻率与土的基本物理指标之间的相关性,建立一个基于推广阿尔奇公式的黏土电阻率模型。对实测结果进行电阻率层析成像,能较好地发现地下目标。     

垃圾土电阻率特性试验研究

以重庆市长生桥垃圾填埋场作为研究对象,基于垃圾土颗粒导电性分类,通过室内试验测试了不同因素(添加不同溶液、孔隙率、含水率、温度等)影响下垃圾土电阻率变化特征。试验结果表明:当垃圾土中添加渗滤液、Na Cl、Zn Cl2和柴油4种溶液时,垃圾土电阻率随垃圾土中孔隙率的增加均呈递减趋势;孔隙率一定时,随含水率的增加垃圾土中固液并联导电在垃圾土导电通路中的比例增大;渗滤液对垃圾土电阻率的影响在一定程度上受稀释作用控制,且随含水率的增加而减小;随着温度的升高,垃圾土的电阻率呈指数函数衰减趋势;含水率一定时,孔隙率的变化将引起垃圾土中3种导电模式的互相转化,且电阻率随孔隙率的增加呈幂函数减小趋势;利用高密度电阻率层析技术,对现场垃圾填埋体进行了电阻率实测,同时结合室内试验测试结果对电阻率剖面进行了分析;研究结果可为分析因降解引起的垃圾填埋体中渗滤液的富集状态和运移途径的变化,以及评价垃圾土内部结构的演化提供理论支持。     

基于范德堡法的非饱和土电阻率测试方法

电阻率法是实现无干扰土体压实度及水分迁移测试的一种有效方法。范德堡法(vdP法)广泛应用于半导体等材料的电阻率测量领域,有较高的精度,将该方法引入非饱和土电阻率测试,研发了一种只接触土体表面而不破坏土体结构的土体电阻率测试装置及方法,装置由钛电极片、交流恒流源、电压采集及数据处理系统4部分组成。采用此装置对某粉黏土的电阻率进行了测试研究,验证了电极尺寸、试样高度以及温度对于测试精度的影响;测试了不同含水率、压实度下土体电阻率的变化规律,试验表明所提供的测试方法具有精度高、测试稳定、对土样无干扰等优点。     

电阻率层析成像法监测系统在矿井突水模型试验中的应用

 为实现矿井突水过程中岩层断裂和渗流通道形成过程的实时监测和前兆信息捕捉,将三维电阻率层析成像法作为一种实时成像监测手段尝试引入到矿井突水模型试验的监测工作中。采用具有自动采集功能的电阻率层析成像监测系统,实现介质电阻率变化数据的实时动态监测。提出优化反演效率的计算方法,利用Cholesky分解法求解电阻率层析成像正演中的大型线性方程组,利用预条件共轭梯度法求解反演方程,由此建立三维电阻率层析成像实时反演方法,实现原始数据的快速反演和动态图像的实时输出。提出以电阻率层析成像法为主,结合原始视电阻率数据分析和关键点数据时程曲线分析的多参数监测分析方法。在试验过程中,利用层析成像法得到防突层裂隙产生、扩展直至贯通的实时动态图像,得到主要裂隙和渗流通道的产生位置、形成过程等信息,与实际情况基本一致。综合3种方法的分析结果,得出防突层发生突水断裂的诱因,并确定捉到确切前兆信息的最早时,该时刻比突水发生时刻提前998 s。模型试验证明,电阻率层析成像系统有效地反映岩层断裂及渗流通道的形成过程,成功地捕捉到一系列前兆信息,为突水灾害的及时预警预报提供重要参考。     

宁波外海陆架沉积物电阻率特性研究

海底沉积物电阻率特性对于各类海洋工程,特别是海底管线工程来说,是一个非常重要的参数指标,对于评价海底土质环境的腐蚀性、管线工程的安全运营及防灾减灾具有重要的意义。本文研究了宁波外海陆架海底沉积物电阻率特性,比较了影响海底沉积物电阻率特性的各影响因素及其相关性,为该区域内的海底管线工程提供有价值的参考。     

排水固结法在湿土回填中的运用

将排水固结法运用于湿土回填是一种全新的土方回填施工新方法 ,本文介绍了具体施工工艺及实施效果与评价。     

一种检测污染土的新方法——电阻率法

鉴于我国还没有专门用于检测污染土的仪器和设备,研制和开发了电阻率污染土检测仪,实现应用土体的固有参数--电阻率来对污染土进行检测;通过对室内模拟的Fe和Al污染土的检测,证实了所研制的仪器和使用的方法是行之有效的;通过对现场污染土的电阻率及其结构参数的检测分析,说明应用电阻率及其结构参数对污染土进行检测是一种无损、快捷、简便的方法     

隧道突水灾害电阻率层析成像法实时监测数值模拟与试验研究

突水灾害已成为危及隧道安全施工的重大问题,为了实现隧道突水灾变演化过程的监测和灾害预警,将电阻率层析成像法尝试引入到隧道突水的监测工作中,提出了一种基于图像灰度相关性理论的电阻率层析成像监测信息定量评价方法.首先,针对非地质缺陷类和地质缺陷类这两种典型的突水类型进行概化,得到了突水灾变演化过程不同阶段的地电模型,为隧道突水实时监测数值模拟奠定了基础.其次,采用有限单元法进行电阻率层析成像法突水实时监测数值模拟,揭示了电阻率图像对突水灾变演化过程的响应特征,通过对突水灾变演化过程电阻率图像灰度相关性的定量分析,发现相关性系数小于0.5(或0.3)的样本点数目大幅增多,且相关性分布和正演图像标准差急剧增大,是突水发生的重要前兆特征.最后,进行了隧道突水电阻率层析成像法实时监测模型试验,较准确地捕捉到了突水前兆信息,实现了突水灾害预警,表明电阻率层析成像法用于突水实时监测是可行的.     

土遗址墙体含水量与电阻率关系研究

 多孔介质电阻率的影响因素很多,对于特定结构的土遗址墙体,电阻率的变化取决于水分和温度的变化。对交河故城土遗址墙体夯土电阻率模型分析,结合改进的Archie模型,建立特定结构墙体电阻率模型,通过室内电阻率与含水量的关系试验,确定模型公式中的结构参数和土性参数。根据试验建立的墙体电阻率反演含水量关系式,采用高密度电阻率层析法,对交河土遗址现场试验墙体进行尝试性测试。测试结果论证了该模型公式的实用性,为土遗址文物本体水分运移监测中的实际应用奠定基础。     

高密度电法在水库大坝塌陷勘测中的应用

在对水库大坝塌陷勘测中,根据大坝各介质物理性质及地球物理特征,选择高密度电法进行塌陷勘查,通过运用合理观测方式,结合最新2.5维高密度反演软件处理解释,取得了良好的效果,查明了塌陷区的范围,为高密度电法的推广应用提供依据。     

基于高密度电阻率法的水分迁移模型试验研究

在土工模型试验中,常用的应用于水分及溶质迁移过程量测的传感器量测、图像分析及取样分析等方法并不能充分满足三维、无损、实时的量测需求。高密度电阻率成像法为土工模型试验中三维、无损、实时量测需求提供了新的解决思路。基于高密度电阻率成像法发展一套适用于常规物理模型及超重力离心环境中土体电阻率测试设备和分析方法,并通过开展模型试验验证其应用于水分迁移过程量测的适用性及有效性。常规物理模型试验(1g)表明,该设备及方法能够获得模型土体中电阻率的三维时空分布,入渗过程中电阻率与含水率的分布及变化合理反映电阻率与含水率定性关系;在低有效饱和度区间,电阻率法具有很高的灵敏度。离心模型试验结果表明,重力水平的变化可导致水分在模型土柱中的分布发生显著变化;实时量测技术及分析方法可为土工离心环境中渗流及溶质运移过程的分析提供更为准确的依据。高密度电阻率成像法可以成功应用于常规物理模型及超重力离心环境中水分迁移过程量测,并保证一定的精度和灵敏度。     

基于自然电位方法的非饱和带水分分布和运移情况探测

通过在中山植物园陆域水文观测站研究区埋设电极,监测野外研究区的电阻率变化和自然电位分布,可以获取非饱和带的水分分布和运移信息。结果表明：研究区的低电阻率区域也是自然电位异常区域,即含水量异常引起自然电位异常;视电阻率差值图显示的电阻率变化区域（即含水量变化的区域）与自然电位正异常区域吻合,水分的运移引起自然电位的异常。通过监测自然电位,可以同时获取了水分分布和水分运移情况。另外,本文借助自然电位概率成像方法,获取异常体的深度信息。     

强夯法处理地基时含水量与处理效果关系探讨

介绍了强夯法处理地基的原理及适用范围,结合某工程实例,对强夯设备和设计施工工艺参数作了说明,并通过对比分析强夯处理前后湿陷量及湿陷性变化,得出了含水量与处理效果之间的内在联系,以期指导实践。     

两电极法探究混凝土电阻率

通过采用交流电两电极法测量混凝土电阻率,研究了水灰比对早龄期混凝土电阻率的影响,结合混凝土水化凝结知识分析了电阻率随时间变化关系的曲线,并对电阻率在混凝土领域的应用前景进行了阐述,以促进混凝土电阻率研究工作的顺利进行。     

Relating variations in water saturation of a sandstone sample to pore geometry by neutron tomography and image analysis of thin sections

Neutron tomography experiments were undertaken on a quartz arenite sample in order to determine saturation variations in the sample after the initially water-saturated sample was subjected to air flushing. The experiments were carried out in order to study the applicability of the neutron tomography facility at the Paul Scherrer Institute, Switzerland, for imaging fluid distribution in porous rocks. The variation in water saturation was related to the pore geometry of the sample as investigated by petrographic image analysis of thin sections. A variation in fluid saturation was successfully imaged. The spatial saturation distribution noted from the neutron tomography corresponds well with variations in pore geometry, indicating that the water was preferentially flushed from the coarse-grained laminae. Résumé. Des mesures tomographiques neutroniques ont été réalisées sur un échantillon de grès quartzeux dans le but d'y déterminer des variations de degré de saturation après que l'échantillon initialement saturé en eau ait été soumis à un drainage forcé. Les expériences ont été conduites afin d'étudier la capacité d'un dispositif de tomographie neutronique de l'Institut Paul Scheerer (Suisse) à donner une image de la répartition des fluides dans les roches poreuses. Des variations de degré de saturation ont été identifiées avec succès, variations en relation avec la géométrie des pores de l'échantillon comme cela a pu être identifié par des techniques d'analyse d'image de lames minces. La répartition spatiale du degré de saturation observée à partir de la tomographie neutronique correspond bien à des variations dans la géométrie des pores, indiquant que l'eau avait été préférentiellement chassée des lamines constituées de gros grains. Electronic Publication     

延时性高密度电法监测土壤中盐水溶液扩散过程的初步研究

为研究高密度电法对地下无机物污染液体渗漏监测的有效性,在野外进行了延时性高密度电法实验。在场地内采集浇盐水前和浇盐水后不同时刻的高密度电法数据,分析了视电阻率的时空变化特征。初步实验结果表明,延时性高密度电法对盐水溶液的扩散有很好的探测效果,揭示了延时性高密度电法这种新的地球物理方法将对无机类化学污染物的扩散、海水入侵、堤坝的渗漏、未饱和区域水的渗漏等工程地质和环境地质问题起到越来越重要的作用。