砂土電阻率影響因素實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時間:2021-10-02 03:53
電阻率是表征介質(zhì)導(dǎo)電性的參數(shù),土壤電阻率是各種物理特性的綜合表現(xiàn),是土壤的基本物性參數(shù)之一。實(shí)驗(yàn)研究了含水率、孔隙度和溫度對幾種砂土電阻率的影響,研究結(jié)果表明:含水率、孔隙度和溫度均對土壤電阻率有明顯的影響,含水率和孔隙度均與電阻率呈指數(shù)關(guān)系;溫度對不同砂土介質(zhì)的影響形式不同,其中砂土的溫度與電阻率呈線性關(guān)系,而粉土的溫度與電阻率呈負(fù)指數(shù)關(guān)系,60℃以內(nèi)溫度的變化對土壤電阻率的影響十分明顯。
【文章來源】:河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,31(03)
【文章頁數(shù)】:3 頁
【部分圖文】:
二相電極法Fig.1Schematicoftwoelectrodes操法測
2eφ10.6,相關(guān)系數(shù)大于0.99。隨著孔隙度的增大,粉土的電阻率均呈現(xiàn)增加趨勢?紫抖仍谳^低值(40%以內(nèi))變化時,電阻率的變化幅度較小。當(dāng)孔隙度達(dá)到一定極限時,粉土的電阻率快速增大,這可能是由于孔隙度增大時,空隙內(nèi)水的連通性變差而導(dǎo)致的。當(dāng)孔隙度較小時,介質(zhì)的導(dǎo)電性基本以水的導(dǎo)電性為主,此時孔隙度的變化對電阻率的影響有限,電阻率變化較小;當(dāng)空隙度增至某個極限時,介質(zhì)導(dǎo)電開始由以孔隙水為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑弁令w粒為主,由于絕大部分礦物的導(dǎo)電性極差,故造成粉土的電阻率急劇增大。圖2含水率對電阻率的影響Fig.2Relationshipbetweenthewatercontentandresistivity圖3孔隙度對粉土電阻率的影響Fig.3Relationshipbetweenthevoidratioandsiltresistivity·03·
第3期張建鋒,等:砂土電阻率影響因素實(shí)驗(yàn)研究2.3溫度對電阻率的影響在含水率為10%的條件下,中砂電阻率與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4和圖5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度對土壤電阻率有顯著的影響,隨著溫度的升高,電阻率均呈現(xiàn)降低的趨勢,介質(zhì)的導(dǎo)電性增強(qiáng)。但是對于不同的介質(zhì),溫度對電阻率的影響形式具有明顯的差異。對于中砂,溫度與電阻率近似呈線性關(guān)系,溫度每增加1℃,電阻率減少約1.8Ω·m。而對于粉土介質(zhì),溫度與電阻率呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。在常溫狀態(tài)(20~40℃),溫度的變化對電阻率的影響十分明顯,而當(dāng)溫度繼續(xù)升高時,電阻率的變化幅度越來越小,逐漸趨于穩(wěn)定。這說明,四季變化和晝夜溫差將明顯影響粉土介質(zhì)的導(dǎo)電性。因此,在與土壤有關(guān)的導(dǎo)電性調(diào)查中,應(yīng)重視溫度對電阻率的影響。粉土的電阻率y與溫度T的方程為y=11.2+45.6e-T32.8,中砂的電阻率與溫度的關(guān)系式為y=-1.9T+226.7,方程擬合相關(guān)系數(shù)均大于0.98,顯著性水平均小于0.05。電阻率隨著溫度的升高而降低,可能存在兩個方面的原因[9]:第一,孔隙水的黏滯性隨溫度的上升而變小,導(dǎo)致了離子的遷移率增加;第二,孔隙水的離解度隨溫度的升高而增大,從而使孔隙水的礦化度增大,于是電阻率降低。圖4溫度對中砂電阻率的影響Fig.4Relationshipbetweentemperatureandmediumsandresistivity圖5溫度對粉土電阻率的影響Fig.5Impactoftemperatureonsiltresistivity3結(jié)論本研究利用實(shí)驗(yàn)的方法分別研究了含水率、孔隙度和溫度等因素對土壤導(dǎo)電性的影響。根據(jù)以上分析,可以得出如下結(jié)論:(1)含水率、孔隙度和溫度均對土壤的電阻率產(chǎn)生明顯的影響。(2)含水?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]污染對水泥土電阻率特性影響的試驗(yàn)研究[J]. 董曉強(qiáng),白曉紅,呂永康,徐培紅. 巖土力學(xué). 2011(01)
[2]黃土濕陷過程中微結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的電阻率法定量分析[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍,崔可銳,許龍. 巖土力學(xué). 2010(06)
[3]蘇通大橋地基中深厚軟土電阻率試驗(yàn)研究[J]. 蔣建平,閻長虹,徐鳴潔,羅國煜. 巖土力學(xué). 2007(10)
[4]重塑膨脹土的電阻率特性測試研究[J]. 繆林昌,嚴(yán)明良,崔穎. 巖土工程學(xué)報(bào). 2007(09)
[5]非飽和粘性土電阻率結(jié)構(gòu)模型研究[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍. 工程勘察. 2006(07)
[6]土的電阻率特性及其工程應(yīng)用研究[J]. 劉國華,王振宇,黃建平. 巖土工程學(xué)報(bào). 2004(01)
[7]電阻率層析成像用于水文地質(zhì)勘探[J]. 馮銳,李曉芹,陶裕錄,孫次昌,劉曉芹,郝錦綺. 地震學(xué)報(bào). 1997(06)
本文編號:3417954
【文章來源】:河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,31(03)
【文章頁數(shù)】:3 頁
【部分圖文】:
二相電極法Fig.1Schematicoftwoelectrodes操法測
2eφ10.6,相關(guān)系數(shù)大于0.99。隨著孔隙度的增大,粉土的電阻率均呈現(xiàn)增加趨勢?紫抖仍谳^低值(40%以內(nèi))變化時,電阻率的變化幅度較小。當(dāng)孔隙度達(dá)到一定極限時,粉土的電阻率快速增大,這可能是由于孔隙度增大時,空隙內(nèi)水的連通性變差而導(dǎo)致的。當(dāng)孔隙度較小時,介質(zhì)的導(dǎo)電性基本以水的導(dǎo)電性為主,此時孔隙度的變化對電阻率的影響有限,電阻率變化較小;當(dāng)空隙度增至某個極限時,介質(zhì)導(dǎo)電開始由以孔隙水為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑弁令w粒為主,由于絕大部分礦物的導(dǎo)電性極差,故造成粉土的電阻率急劇增大。圖2含水率對電阻率的影響Fig.2Relationshipbetweenthewatercontentandresistivity圖3孔隙度對粉土電阻率的影響Fig.3Relationshipbetweenthevoidratioandsiltresistivity·03·
第3期張建鋒,等:砂土電阻率影響因素實(shí)驗(yàn)研究2.3溫度對電阻率的影響在含水率為10%的條件下,中砂電阻率與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4和圖5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度對土壤電阻率有顯著的影響,隨著溫度的升高,電阻率均呈現(xiàn)降低的趨勢,介質(zhì)的導(dǎo)電性增強(qiáng)。但是對于不同的介質(zhì),溫度對電阻率的影響形式具有明顯的差異。對于中砂,溫度與電阻率近似呈線性關(guān)系,溫度每增加1℃,電阻率減少約1.8Ω·m。而對于粉土介質(zhì),溫度與電阻率呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。在常溫狀態(tài)(20~40℃),溫度的變化對電阻率的影響十分明顯,而當(dāng)溫度繼續(xù)升高時,電阻率的變化幅度越來越小,逐漸趨于穩(wěn)定。這說明,四季變化和晝夜溫差將明顯影響粉土介質(zhì)的導(dǎo)電性。因此,在與土壤有關(guān)的導(dǎo)電性調(diào)查中,應(yīng)重視溫度對電阻率的影響。粉土的電阻率y與溫度T的方程為y=11.2+45.6e-T32.8,中砂的電阻率與溫度的關(guān)系式為y=-1.9T+226.7,方程擬合相關(guān)系數(shù)均大于0.98,顯著性水平均小于0.05。電阻率隨著溫度的升高而降低,可能存在兩個方面的原因[9]:第一,孔隙水的黏滯性隨溫度的上升而變小,導(dǎo)致了離子的遷移率增加;第二,孔隙水的離解度隨溫度的升高而增大,從而使孔隙水的礦化度增大,于是電阻率降低。圖4溫度對中砂電阻率的影響Fig.4Relationshipbetweentemperatureandmediumsandresistivity圖5溫度對粉土電阻率的影響Fig.5Impactoftemperatureonsiltresistivity3結(jié)論本研究利用實(shí)驗(yàn)的方法分別研究了含水率、孔隙度和溫度等因素對土壤導(dǎo)電性的影響。根據(jù)以上分析,可以得出如下結(jié)論:(1)含水率、孔隙度和溫度均對土壤的電阻率產(chǎn)生明顯的影響。(2)含水?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]污染對水泥土電阻率特性影響的試驗(yàn)研究[J]. 董曉強(qiáng),白曉紅,呂永康,徐培紅. 巖土力學(xué). 2011(01)
[2]黃土濕陷過程中微結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的電阻率法定量分析[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍,崔可銳,許龍. 巖土力學(xué). 2010(06)
[3]蘇通大橋地基中深厚軟土電阻率試驗(yàn)研究[J]. 蔣建平,閻長虹,徐鳴潔,羅國煜. 巖土力學(xué). 2007(10)
[4]重塑膨脹土的電阻率特性測試研究[J]. 繆林昌,嚴(yán)明良,崔穎. 巖土工程學(xué)報(bào). 2007(09)
[5]非飽和粘性土電阻率結(jié)構(gòu)模型研究[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍. 工程勘察. 2006(07)
[6]土的電阻率特性及其工程應(yīng)用研究[J]. 劉國華,王振宇,黃建平. 巖土工程學(xué)報(bào). 2004(01)
[7]電阻率層析成像用于水文地質(zhì)勘探[J]. 馮銳,李曉芹,陶裕錄,孫次昌,劉曉芹,郝錦綺. 地震學(xué)報(bào). 1997(06)
本文編號:3417954
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