[發(fā)明專利]一種土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210137641.6
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114487605A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王炳輝;夏垚;王春成;張雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地震局工程力學(xué)研究所
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 沈陽一諾君科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21266
• 代理人: 王建男

1.一種土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)，包括填充有土體的試驗(yàn)土箱，其特征在于：該系統(tǒng)還包括若干待測電極、若干繼電器、可調(diào)電橋、電源模式切換器、信號調(diào)理器、數(shù)模控制器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)組成；所述待測電極埋設(shè)于試驗(yàn)土箱內(nèi)壁且與土體接觸，待測電極通過導(dǎo)線與繼電器輸出端口連接，繼電器的輸入端與可調(diào)電橋的橋路切換開關(guān)相連接，可調(diào)電橋的橋路切換開關(guān)輸出端與數(shù)據(jù)采集卡相連接，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連接；每個(gè)繼電器的信號輸入端分別與數(shù)模控制器連接，數(shù)模控制器與計(jì)算機(jī)相連接；可調(diào)電橋的橋路切換開關(guān)連接的電源端與信號調(diào)理器連接，信號調(diào)理器與電源模式切換器連接，電源模式切換器與計(jì)算機(jī)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：每個(gè)待測電極同時(shí)與兩個(gè)相鄰的繼電器相連，使繼電器按順序工作過程中，使相鄰的每兩個(gè)待測電極形成電極對。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：埋設(shè)的待測電極沿土層深度縱向測試時(shí)，待測電極由導(dǎo)電良好的裸露銅絲首尾相連組成的電極圈構(gòu)成，電極圈沿縱向方向等距或非等距排列，縱向相鄰的兩個(gè)電極圈組成一個(gè)電極對；埋設(shè)的待測電極沿土層橫向方向測試時(shí)，待測電極由導(dǎo)電良好的裸露銅絲構(gòu)成，銅絲埋設(shè)于土層兩側(cè)同一水平高度，分布于土層兩側(cè)同一高度的銅絲組成一個(gè)電極對。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模式切換器具有3種電源模式：高電位直流電源、低電位直流電源和交流電電源三種電源模式。

5.一種土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、布置土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)系統(tǒng)；

步驟二、通過計(jì)算機(jī)發(fā)出指令給給電源模式切換器選擇電源模式，然后發(fā)出指令給數(shù)模控制器按順序逐個(gè)控制每個(gè)繼電器開閉狀態(tài)，每個(gè)埋設(shè)電極在相鄰兩個(gè)繼電器開閉切換后，由高電位變?yōu)榈碗娢弧⒃俚搅汶娢唬驈牡碗娢蛔優(yōu)楦唠娢弧⒃俚搅汶娢唬S著相鄰的電極中電位的不斷改變，在計(jì)算機(jī)中連續(xù)不間斷地逐個(gè)計(jì)算土體中某電極對之間的土體電阻率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的土體電阻率動(dòng)態(tài)變化的二極法測試試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步驟二中土體電阻率的計(jì)算公式為：

其中：R_i為可調(diào)電橋中的固定電阻，U為數(shù)據(jù)采集卡采集的可調(diào)電橋供電電壓，ΔU為可調(diào)電橋不同檔位的電阻兩側(cè)電勢差，L為待測電極之間的間距，等間距情況時(shí)，L＝H/(N-1)，N為待測電極的數(shù)量，且N為大于1的整數(shù)，H為土體高度。