[实用新型]一种土体裂隙深度的探测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土工程参数探测领域，特别涉及土体裂隙深度的探测装置。

背景技术

土体内部裂隙的定量化研究，在研究早期一般是采用解析的方法，采用工程力学（如弹性理论、断裂力学等）来解决膨胀土裂隙的分布、深度、开度和延伸度，以及裂隙及其周围土体的强度和变形特性。但土体内部裂隙的发育情况与表面裂隙的发育并不是一一对应的，解析法必然包含不少假定和简化，结果的精度还难以验证。

另外，采用破碎土体研究土体裂隙深度的方法破坏了土体内部结构，土体一旦破碎无法进行后续的试验。

因此，本设计人针对现有技术的缺陷，提出一种新颖的探测方法，并基于此研发出本探测装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种土体裂隙深度的探测装置，其不会破坏土体的内部结构，且探测结果准确性较高。

本实用新型为解决以上技术问题，所采用的技术方案是：

一种土体裂隙深度的探测装置，包括电导仪和若干组成对电极，其中，所述每对电极的形状、大小均一致，且各成对电极分别埋设在不同层的土体中，并分别连接电导仪的输入端。

采用上述方案后，本实用新型通过将成对的电极分层埋设在土体中，并在成对电极间钻孔后灌水，并在灌水前后测量土体在不同时刻的电阻率，建立电阻率随深度变化的曲线，根据曲线变化推算土体裂隙的深度。本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型的探测装置造价低廉，且探测过程容易实现，操作性比较强；

（2）利用本实用新型的探测装置进行参数探测时，不会破坏土体的内部结构，有利于进行后续试验，可以对试样进行长时间的试验观测，具有更广泛的适用性；

（3）本实用新型的原理是利用土体的电导值及其变化，并通过建立的电导值随土体深度变化的曲线，推算得到土体内部裂隙的深度，比现有方式简便快捷，具有无法比拟的优越性；

（4）本实用新型可通过采用精度较高的电导仪，如果测得的数据处理准确，建立的曲线适合，即可以测得较准确的土体裂隙深度。

附图说明

图1是基于本实用新型所采用的探测方法的流程图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是基于本实用新型所得到的土体裂隙深度图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的结构及工作原理进行详细说明。

本实用新型提供一种用于土体裂隙深度的探测装置，如图2所示，包括电导仪1和若干成对电极2，其中，各成对电极2分别埋设在不同层的土体中，并分别连接电导仪1的输入端，利用电导仪1测量每对成对电极2之间的电导值，从而根据灌水前后电导值的变化来推算土体的裂隙深度；其中，电导仪1可采用多量程、高精度的型号，且具有内部校正功能，从而可以根据成对电极2的不同形状和大小进行内部校准；而成对电极2则可根据实际情况制作成不同形状和大小，只要满足每对电极2的大小、形状一致即可。

如图1所示，使用本实用新型时，所需要的步骤是：

（1）在待测土体中分层布置成对的电极；

具体来说，配合图3所示，将待测土体进行分层，并在各层分别埋设成对电极，所述两个电极分别通过导线连接到地表，并连接到同一电导仪，用以测量该成对电极之间的电导值；

（2）利用电导仪分别测量每层土体中成对电极间的电导值；

当土体中没有裂隙时，电流在土中传播的电导值很大，此时土体的电阻率比较小，可以等效为两个小电阻串联；而当土体中的裂隙发育时，由于裂隙中充满的空气并不能传播电流，导致土体的电阻率增大，此时可以等效为两个小电阻之间又串联一个阻值很大的电阻。

（3）在各层土体中成对电极间钻孔后灌水，并使用电导仪定期测量成对电极间的电导值；

当向土体中灌水时，高处土体的水分在自重作用下沿裂隙往低处渗流，在灌水初期，借助水的导电能力，使得土体的电导率会有一定的上升，而随着时间流逝，水分会沿裂隙向下渗流，土体的电导率会再次下降；因此，若土体裂隙较发育，则土体电导率的变化会很大；若土体裂隙细微发育，则土体的电导率变化不会很大；若土体裂隙基本不发育，则土体的电导值基本不变化；这样，即可根据土体在灌水前后的电导值变化，推得土体裂隙的发育深度。

（4）根据前述测得的灌水前后的每对电极间的电导值，绘制不同时刻土体电导值随深度变化的曲线图，根据电导值的变化情况得到裂隙的深度，电导值变化幅度大，该深度的裂隙较发育，而电导值变化幅度小，则该深度的裂隙发育细微；