Q3黃土介電參數(shù)與含水率、壓實度關(guān)系的研究及工程應(yīng)用.pdf

1、地基的含水率、壓實度是每個工程建設(shè)當(dāng)中必需嚴加控制的參數(shù)指標,如果處理不好將可能引起不均勻沉降、局部塌陷等,對工程安全帶來不安定因素。傳統(tǒng)的檢測方式在時間上具有局限性、在空間上具有片面性,工作量大、難度高且效率低,對原有地基具有一定的破壞性,已經(jīng)不能滿足快遞發(fā)展的工程建設(shè)。那么,尋求一種高效、便捷、廉價、無損又省時省力的方法就顯得尤為重要。
　　本文通過對巖土介質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性及其電性參數(shù)的研究,結(jié)合室內(nèi)試驗,分析了相對介電常數(shù)(

2、下文均簡稱為介電常數(shù))與含水率、壓實度及飽和度的關(guān)系,排除了次要影響因素并建立起含水率與介電常數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型,進而可以通過利用雷達檢測出的介電常數(shù)計算地基含水率,預(yù)測地下可能存在的含水層、空洞及對地基的質(zhì)量作出合理評價。其次,基于電阻率法基本原理,分析了溫度、壓實度、含水率等對土體電阻率的影響,建立了土體壓實度和電阻率的函數(shù)關(guān)系,通過地質(zhì)雷達檢測出的含水率進一步得出土體的壓實度。這樣有效的利用了兩種檢測方法的優(yōu)勢,抓住了二者的主要影響

3、因素,通過分別建立的“含水率—介電常數(shù)”、“壓實度—電阻率”數(shù)學(xué)模型,對所取土樣進行含水率、壓實度檢測,準確、有效地評價了黃土地基的質(zhì)量,為后續(xù)施工提供了可靠保障。最后基于GprMax對所建地電模型進行二維正演模擬。本文在基本理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合室內(nèi)試驗對應(yīng)用地質(zhì)雷達及電阻率法檢測黃土地基含水量、壓實度作了一些有益的探討,主要工作如下:
　　(1)對目前檢測地基含水率、壓實度的研究做系統(tǒng)概述,探討了Q3黃土的電磁特性以及檢測黃土地基

4、含水率、壓實度的重要性與主要研究方向。
　　(2)基于電磁波的基本理論,分析巖土介質(zhì)電性、物性參數(shù)對介電常數(shù)的影響,通過室內(nèi)試驗研究分析了電磁波波速與含水率的對應(yīng)關(guān)系,進一步推導(dǎo)出介電常數(shù)與含水率的數(shù)學(xué)關(guān)系并分析“尺寸效應(yīng)”帶來的偏差;同時研究了土體壓實度對介電常數(shù)的影響程度及土體飽和度與介電常數(shù)的內(nèi)在關(guān)聯(lián),并分別對含水率和壓實度做敏感性分析,為建立“含水率—介電常數(shù)”數(shù)學(xué)模型提供了有利依據(jù)。
　　(3)基于高密度電阻率法基

5、本原理,系統(tǒng)的研究了電阻率的影響因素,建立了“電阻率—壓實度”數(shù)學(xué)模型,并對含水率與壓實度做敏感性分析。
　　(4)依據(jù)介電常數(shù)對含水率的高度敏感性,含水率已知情況下電阻率與壓實度的良好相關(guān)性,結(jié)合工程實際很好地說明了應(yīng)用地質(zhì)雷達檢測含水率并進一步由電阻率計算出壓實度是準確的、可行的。
　　(5)在不同含水率及壓實度條件下,通過建立的數(shù)學(xué)模型計算得到相應(yīng)的介電常數(shù)及電導(dǎo)率,應(yīng)用 GPRMAX2.0軟件分別對含水、空洞地電模型