聲電效應(yīng)在未凍水含量估計(jì)應(yīng)用中的模型實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超聲波在凍土中的傳播特性反映了凍土材料的動力學(xué)特征，利用超聲波速度測試技術(shù)可以直接測試聲波在凍土中的運(yùn)動學(xué)參數(shù)。凍土的未凍水含量明顯影響著凍土中超聲波的傳播速度，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻顯示，超聲波速度與在凍土模型中傳播的運(yùn)動學(xué)參數(shù)有明顯關(guān)系(運(yùn)動學(xué)參數(shù)影響超聲波的振幅、頻率)，本論文從事試驗(yàn)的目的正是要試圖找到超聲波速度與未凍水含量之間可能存在的關(guān)系，從而為超聲波速度用于未凍水含量測試的工程應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。
　　 凍土中自由未凍水含量不

2、同，聲波在凍土中的波速也不一樣。因此在制作凍土模型的時候，按模型材料的不同將凍土含水率控制在一定溫度范圍內(nèi)(成都地區(qū)砂土25.32％～32.52％；成都地區(qū)黏土35.22％～42.42％)，再根據(jù)未凍水含量計(jì)算公式就可以測定所做聲電測試時所對應(yīng)的凍土中的未凍水含量。這樣，試驗(yàn)過程中溫度的測定尤為重要。設(shè)計(jì)制作凍融層可以變化的凍土模型，其底部為加熱系統(tǒng)，上部完全凍結(jié)，周圍及上端包有保溫材料，在底部緩慢加熱的過程中，凍融界面會發(fā)生變化，凍土

3、內(nèi)會形成一個溫度場。在模型中分層埋設(shè)電極，并在其對應(yīng)位置埋入熱敏電阻進(jìn)行溫度實(shí)時監(jiān)控。這樣通過計(jì)算相鄰電極段的電信號傳播速度可以得出不同溫度對應(yīng)的波速。這種方法可以實(shí)現(xiàn)足夠多的溫度記錄采集。該試驗(yàn)還可以通過改變凍土模型參數(shù)(介質(zhì)成分、含水率)，研究電信號同凍土其它因素的關(guān)系。試驗(yàn)選用了3種模型來進(jìn)行分析：青藏地區(qū)黏土模型，成都地區(qū)砂土模型，成都地區(qū)黏土模型。為與已有理論相對比，溫度取負(fù)溫。
　　 研究結(jié)果表明：從溫度檢測數(shù)據(jù)來看