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原文传递一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法

专利名称：	一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法
摘要：	本发明公开了一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法，包括步骤：一、浸水前试坑内打孔取样；二、布设高密度测线；三、获得浸水前电阻率数据并得到对应剖面的电阻率剖面图；四、获取浸水过程中及浸水结束后电阻率数据并得到对应剖面的电阻率剖面图；五、浸水结束后试坑内打孔取样；六、数据对比确定土层浸湿范围、水在非饱和土中的扩散速率和土层不同位置的土层含水率数值。本发明通过浸水前和浸水结束后分别在试坑内打一孔取样，获得一个土层含水率数值对应一个电阻率数值的关联对应关系，通过不同时间点高密度电法测得的试坑内外土层不同位置的土层电阻率数值得到对应土层位置的土层含水率数值，不必满试验场地打孔取样，近似为无损探测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	机械工业勘察设计研究院有限公司
发明人：	唐国艺;何丹;刘智;刘争宏;郑建国;万再新;唐立军;曹杰;于永堂;赵海圆
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910134472.9
公开号：	CN109884131A
代理机构：	西安创知专利事务所
代理人：	谭文琰
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	710043 陕西省西安市咸宁中路51号
主权项：	1.一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、浸水前试坑内打孔取样：浸水前在试坑(1)底部进行打孔，得到浸水前试坑打孔(4)，对浸水前试坑打孔(4)进行取样工作，浸水前试坑打孔(4)内取样间隔为n，n的单位为m，根据公式计算浸水前试坑打孔(4)内不同深度的土层含水率w1，其中，m前为浸水前试坑打孔(4)不同深度位置的原始土样的质量，m前干为浸水前试坑打孔(4)不同深度位置对应原始土样在室内烘干后的质量，所述试坑(1)的横截面为圆形；步骤二、布设高密度测线：以试坑(1)的圆心为中心，在试验场地地面(9)上布设均穿过试坑(1)圆心的第一高密度测线(2)和第二高密度测线(3)，且第一高密度测线(2)和第二高密度测线(3)相垂直布设，第一高密度测线(2)和第二高密度测线(3)均包括高密度测量电缆线(7)和多个均连接在高密度测量电缆线(7)上且垂直插入土体的监测电极(8)，多个监测电极(8)等间距成列布设，高密度测量电缆线(7)与高密度电阻率测量主机(6)连接；步骤三、获得浸水前电阻率数据并得到对应剖面的电阻率剖面图：通过为高密度测量电缆线(7)上连接的多个监测电极(8)通电加压，利用高密度电法对试验场地地面(9)进行探测，获得试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1，将获得的试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1传输至高密度电阻率测量主机(6)，高密度电阻率测量主机(6)对试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1进行分析反演处理，可绘制出一副反映试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层浸水前不同深度上对应剖面的电阻率剖面图；步骤四、获取浸水过程中及浸水结束后电阻率数据并得到对应剖面的电阻率剖面图：浸水过程中步骤二中所述第一高密度测线(2)和第二高密度测线(3)不进行回收，根据工程需求，试坑浸水后可进行连续监测，连续测得试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同时间点不同深度的浸水过程中电阻率数据Ωi，将获得的试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同时间点不同深度的浸水过程中电阻率数据Ωi传输至高密度电阻率测量主机(6)，高密度电阻率测量主机(6)对试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同时间点不同深度的浸水过程中电阻率数据Ωi进行分析反演处理，可绘制出多副反映试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层浸水过程中不同时间点不同深度的对应剖面的电阻率剖面图；浸水结束后，利用高密度电法对试验场地地面(9)进行探测，获得试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水结束后电阻率数据Ωm，将获得的试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水结束后电阻率数据Ωm传输至高密度电阻率测量主机(6)，高密度电阻率测量主机(6)对试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层不同深度上的浸水结束后电阻率数据Ωm进行分析反演处理，可绘制出一副反映试验场地地面(9)内试坑(1)内外土层浸水结束后不同深度上对应剖面的电阻率剖面图；步骤五、浸水结束后试坑内打孔取样：浸水结束、土体湿陷变形稳定后，在试坑(1)底部且位于浸水前试坑打孔(4)旁侧进行打孔，得到浸水后试坑打孔(5)，对浸水后试坑打孔(5)以取样间隔n进行取样工作，根据公式计算浸水后试坑打孔(5)内不同深度的土层含水率wm，其中，m后为浸水后试坑打孔(5)不同深度位置的原始土样的质量，m后干为浸水后试坑打孔(5)不同深度位置对应原始土样在室内烘干后的质量；步骤六、数据对比确定土层浸湿范围、水在非饱和土中的扩散速率和土层不同位置的土层含水率数值：根据步骤三中试验场地地面(9)内试坑(1)不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1和步骤四中试验场地地面(9)内试坑(1)浸水过程中不同时间点不同深度的浸水过程中电阻率数据Ωi对比，并通过试验场地地面(9)内试坑(1)浸水前不同深度上对应剖面的电阻率剖面图和试验场地地面(9)内试坑(1)浸水结束后不同深度上对应剖面的电阻率剖面图对比，得到浸水后试坑(1)内外竖直方向和水平方向的土层浸湿范围；根据步骤三中试验场地地面(9)内试坑(1)不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1和步骤四中试验场地地面(9)内试坑(1)浸水过程中不同时间点不同深度的浸水过程中电阻率数据Ωi对比，获得试坑(1)内外竖直方向和水平方向上水在非饱和土中的扩散速率；根据步骤一中浸水前试坑打孔(4)内不同深度的土层含水率w1和步骤五中浸水后试坑打孔(5)内不同深度的土层含水率wm对比，可准确得到试坑(1)内竖直方向上的浸湿范围，同时将步骤一中浸水前试坑打孔(4)内不同深度的土层含水率w1和步骤三中试验场地地面(9)内试坑(1)不同深度上的浸水前电阻率数据Ω1进行一一对应，将步骤五中浸水后试坑打孔(5)内不同深度的土层含水率wm和步骤四中试验场地地面(9)内试坑(1)不同深度上的浸水结束后电阻率数据Ωm进行一一对应与验证，获得一个土层含水率数值对应一个电阻率数值的关联对应关系，通过不同时间点高密度电法测得的试坑(1)内外土层不同位置的土层电阻率数值得到对应土层位置的土层含水率数值。 2.按照权利要求1所述的一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法，其特征在于：步骤一中浸水前采用洛阳铲通过人工打孔的方式在试坑(1)底部进行打孔，得到浸水前试坑打孔(4)，浸水前试坑打孔(4)内取样间隔n满足：0.1m≤n≤0.5m；步骤五中浸水结束、土体湿陷变形稳定后，采用洛阳铲通过人工打孔的方式在试坑(1)底部且位于浸水前试坑打孔(4)旁侧进行打孔，得到浸水后试坑打孔(5)。 3.按照权利要求1所述的一种试坑浸水试验中土层浸湿无损连续探测方法，其特征在于：步骤一中浸水前采用钻孔机自动打孔的方式在试坑(1)底部进行打孔，得到浸水前试坑打孔(4)，浸水前试坑打孔(4)内取样间隔n满足：n＝0.5m或n＝1.0m；步骤五中浸水结束、土体湿陷变形稳定后，采用钻孔机自动打孔的方式在试坑(1)底部且位于浸水前试坑打孔(4)旁侧进行打孔，得到浸水后试坑打孔(5)。
所属类别：	发明专利