一種走航式快速探測海床土電阻率的技術(shù)方法研究.pdf

1、土壤電阻率包含了土壤品質(zhì)和物理性質(zhì)的豐富信息，在海床土的研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。近幾十年來，海床土的電阻率已經(jīng)逐漸應(yīng)用于近海工程地質(zhì)環(huán)境評價、地基土穩(wěn)定性評價；各類海洋礦產(chǎn)資源探測；沉積物固結(jié)沉降；污染物運(yùn)移；海底管線腐蝕以及海床的侵蝕監(jiān)測等問題研究；并且在防災(zāi)減災(zāi)方面也具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 相對于多電極直流電阻率法在陸上淺層土體測試中的廣泛應(yīng)用，鮮有國內(nèi)外學(xué)者將其直接用于海底土層的調(diào)查研究。究其原因有三：(1)水下供電

2、時，海水將分流絕大多數(shù)的電流，只有少量電流供入海床土中；(2)走航式的測量方式需要數(shù)據(jù)采集具有較高的采存速度，一般的電阻率采集儀尚難實現(xiàn)；(3)瞬時實現(xiàn)不同深度電阻率探測的采集方式和實現(xiàn)方式尚難實現(xiàn)?；谀壳凹夹g(shù)研究現(xiàn)狀，本文基于靜電場理論，計算了不同供電點設(shè)置下，海水及海床土中電場分布，討論最佳供電、測量方式；根據(jù)理論計算結(jié)果和室內(nèi)模擬試驗以及現(xiàn)場原位試驗結(jié)果設(shè)計出一種走航式海床電阻率測量系統(tǒng)；最后通過工程實例評價系統(tǒng)的有效性，對裝置

3、改進(jìn)提出建議。
　　 全文共分七章。第一章主要闡述國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀、論文主要研究內(nèi)容、研究方法及研究成果。第二章主要介紹了電阻率的基本理論；電法勘探的基本原理、幾種常用方法和常用裝置；以及國內(nèi)外電阻率探測儀器的發(fā)展現(xiàn)狀。第三章建立了海底電阻率探測的地電模型，通過鏡象法求解出了海底電場的電位計算方程，得出了海底直流電場分布特征，并對供電點與測量點到海床距離的變化、海水與海床土電阻率的變化對視電阻率的影響及電流在海水與海床土中的分

4、流等問題進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，供電點與測量點位于海水面上和位于海床土中，二極裝置與三極裝置，都有各自的優(yōu)缺點，探測時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件及探測目標(biāo)體的要求，進(jìn)行供電點與測量點位置及探測裝置的選擇。第四章對走航式的多電極電阻率測試裝備進(jìn)行了初步設(shè)計。第五章通過室內(nèi)模擬試驗與現(xiàn)場原位試驗的方法研究了多電極直流電阻率法對海底砂層及海床土內(nèi)目標(biāo)體的探測能力。研究表明，海水環(huán)境下多電極直流電阻率法對于砂土電阻率的變化具有良好的探測能力，只是相對于陸地

5、環(huán)境所需探測儀器的精度要高。將電極傳感器布設(shè)于水底時，多電極直流電阻率法對于水下目標(biāo)體尤其是高阻目標(biāo)體具有良好的探測效果。第六章給出了水下多電極直流電阻率法野外工作的一個工程實例。通過對工程實例的分析，得出了一些在工程應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題。第七章則給出了論文的整體研究結(jié)論及下一步工作建議。
　　 本文基于不同直流供電條件下，海床土中靜電場特征分析，設(shè)計出了一種走航式的多電極電阻率測試裝備；試驗結(jié)果顯示該系統(tǒng)可有效測量水下一定深度