[发明专利]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。

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Ω_i，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Ω_i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Ω_i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Ω_m，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Ω_m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Ω_m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w_m，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Ω_i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Ω_i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w_m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w_m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Ω_m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。