[發(fā)明專利]一種在人工環(huán)境下測試土電阻率的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810196900.6
• 申請日: 2018-03-10
• 公開（公告）號: CN108593715A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志春;王玉娟;王軍;金欣;劉曉燕;歐建芳;黃志鳳;羅少輝;胡亞男;王英建;張繼紅;蔡忠周;王秀英;黎峰;辛元堯;趙超君;龔梅竹;許文奕;王敏;孫超
• 申請（專利權(quán)）人: 青海省氣象災害防御技術(shù)中心
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發(fā)明公開了一種在人工環(huán)境下測試土電阻率的方法。包括：選定野外待測土壤，測量電阻率、土溫、相對濕度值及緊實度；將待測土壤風干并篩除石頭和雜物后獲得純土壤，測量重量；將純土壤按照預設(shè)層厚裝入模具并夯實；測試模具內(nèi)土壤的土壤電阻率；根據(jù)待測區(qū)域往年最高溫度、最低溫度及凍土溫度，以預設(shè)階梯下降溫度分別測定風干土壤和含水土壤的電流值與電壓值；輸入電壓在1～5V，輸入電流0.5～5mA，按ρ＝4×U/I式計算土電阻率；將未裝入試驗模具的剩余土樣過20目篩，測試pH值，并分析水溶性鹽分離子含量；綜合分析土導電因素，找出影響土電阻率的主要因子，為改善土的導電性，降低土電阻率提供可靠數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在人工環(huán)境下測試土電阻率的方法。

背景技術(shù)

土的電阻率是土導電性的綜合表征，是研究土的物理力學性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、金屬土壤腐蝕、電力接地、防雷防靜電接地的重要參數(shù)。通常采用Wenner等距四極法或

Schlumberger-Palmer不等間距四極法等方法原位現(xiàn)場測量視電阻率，再經(jīng)土壤反演得出土壤電阻率分層結(jié)構(gòu)。以電力接地和防雷防靜電接地對土電阻率數(shù)值的需要為例，由于Wenner等距四極法(Wenner's four-electrodemethod)野外現(xiàn)場測試操作過程簡單，通常會用此方法獲得所需要的數(shù)據(jù)。考慮到影響土電阻率的因素較多，如土的種類、含水量、土結(jié)構(gòu)、土體溫度等等，由于不考慮諸因素所起作用，原位測試獲得的土電阻率數(shù)據(jù)顯得過于單一，不足之處比較明顯。如果再考慮到野外原位測試會受到場地選擇的限制、天氣降水的限制、凍土的限制，不足則更加明顯。

為此，許多研究者出于不同的實際需求，在實驗室條件下對土電阻率進行測量。盡管不同領(lǐng)域?qū)W者對于土電阻率實驗室測量方法并不統(tǒng)一，但基本做法均是將土壤樣品置于土壤箱中使用直接法測量。對于土電阻率的實驗室測試，常規(guī)方法是采用交流伏安法測量電路研究NaOH污染下水泥土電阻率的變化、直流伏安法電路分析直流電流密度對土壤電阻率的影響、低頻交流電阻測試儀采用電橋法測量原理、電阻率探頭同時測量土壤含水率、通過電阻率探頭(RCPT)測量法研究砂土中摻入了重金屬污染離子后電阻率隨時間的變化趨勢及土壤電阻率測量影響因素的試驗等。電極數(shù)目一般采用四極法，施加信號類型分直流和交流。但也有許多研究人員因考慮四極法測試裝置相對復雜，擔心會對測試土樣造成擾動而使用二極法。對于交流信號的選擇，不同研究者的做法不同。Abu-Hassanein等認為頻率為60Hz(美國電網(wǎng)頻率)可避免激化作用對土的電特性影響。Amlanandanl采用50MHz進行土壤電阻率與含水飽和土壤孔隙度分析，并認為在高頻率下，土的介電常數(shù)僅為孔隙率、定向度和顆粒形狀函數(shù)，亦有選用1 000Hz頻率測量黏土電阻率并研究其微觀結(jié)構(gòu)的。國內(nèi)研究人員則大部分采用國家電網(wǎng)50Hz頻率。不同方法的測量結(jié)果之間存在差別，對土壤電阻率測量準確性可能會造成較大影響。

因此，亟需建立一種能夠兼顧溫度因素、水分因素且相對穩(wěn)定的實驗室土電阻率的測試方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種在人工環(huán)境下測試土電阻率的方法，主要目的是解決測試土電阻率準確性較差的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明主要提供了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種在人工環(huán)境下測試土電阻率的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在野外選定待測區(qū)域土壤，測量所述土壤的電阻率、土溫、相對濕度值及緊實度；

(2)將所述待測區(qū)域土壤風干并篩除石頭和雜物后獲得純土壤，測量所述純土壤的重量；

(3)將所述純土壤按照預設(shè)土層厚度裝入專用測試模具并夯實；

(4)安裝專用模具，并將模具移入環(huán)境箱，獲取測試初始土壤承受壓力與每一次測試時土壤所承受壓力；按Wenner四極法或二極法安裝測試電極，獲得測試土壤電阻率實時土壤溫度；