电阻率层析成像法ERT在路基含水量随时间变化的非侵入性观测ppt课件.ppt

PPT模板下载 行业PPT模板 节日PPT模板 PPT素材下载 PPT背景图片 PPT图表下载 优秀PPT下载 PPT教程 Word教程 Excel教程 资料下载 PPT课件下载 范文下载 试卷下载 教案下载 Non invasivetime lapseimagingofmoisturecontentchangesinearthembankmentsusingelectricalresistivitytomography ERT 汇报人 电阻率层析成像法 ERT 在路基含水量随时间变化的非侵入性观测 1 PPT模板下载 行业PPT模板 节日PPT模板 PPT素材下载 PPT背景图片 PPT图表下载 优秀PPT下载 PPT教程 Word教程 Excel教程 资料下载 PPT课件下载 范文下载 试卷下载 教案下载 研究方法 土结构 如路基 需要持续的监测和维护来确定潜在的故障区域 并补偿计算带来的影响 一直以来缺乏有效的监测技术是制约土壤学中尺度问题研究的主要瓶颈 极端天气事件引起的长时间干燥或饱和正变得越来越频繁 并且威胁到路基的稳定性 电阻率成像法作为一种表征和监测土路堤的非入侵工具 被引入到非饱和带土壤水文过程的研究中来 为解决尺度问题提供了新的强有力的工具 结合土壤电阻率与土壤特性之间的岩土物理学关系 电阻率成像法可以实现对土壤特性或状态的多尺度无损连续监测 2 研究摘要 将电阻率层析成像技术 ERT 应用在维多利亚时代大中央铁路的一段路堤 先使用传统的侵入性技术进行取样 揭示路基土壤在不同位置的空间差异 土壤分层 随后使用ERT图像监测路基含水量的变化 这些图像揭示了一定区域土壤含水量的变化幅度的大小 并用来评估在2007年夏天的一场异常的长期又严重的降雨所带来的影响 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终总结 3 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 研究方法 1 坑探 2 钻孔 3 静力触探 cpt 4 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 布点位置 StaticCpt 静力触探点 Borehole 钻孔点 5 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 传统四电极法 视电阻率代表的有效土壤范围与电极之间的相对距离有关 电极间距小 代表的土层就浅 反之则深 由于视电阻率是一定范围内土壤电阻率的综合反映 仅通过有限数量的四电极法测量不足以解译出土壤内部各个位置的真实电阻率 这就需要足够多的测量点 以获取尽可能多的所监测区域电阻率分布的有效信息 也即电阻率成像法 本文采用二维布点方法 6 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像法监测布点方法 二维ERT布点示意图 7 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像法监测布点方法 平行于堤的长轴 y 使用电极阵列与偶极子 a 在间隔1 5m 分为1至8偶极子单元 n 而测量的收集的垂直部分采用间隔1米布点 垂直方向偶极子分为1至8单元 8 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像法影响因素 影响 认为是导电轨可能会注入电流造成短路 从而扭曲电阻率图像 研究表明 偶极 偶极阵列结构比其他标准的数组类型受导电轨的影响较小 此外 还发现 在轨道和地面之间给定一个足够高的瞬变 接触 电阻 导电轨对电阻率成像的影响较小 解决方法 现场数据的评估表明 轨道瞬变 接触 电阻足够高可以有效地消除通过导轨电流短路的问题 1 轨道短路的影响 2 外界干扰及接触不良 影响 当地土壤特性和层次结构的不同也会有所差异 首先 监测区域周围如果存在很强的电场 测量就会受到干扰 如果仪器本身的信号与环境噪声之比很小 测量结果就无法反映土壤电阻率的真实水平 其次 电极与土壤之间接触不良 两电极之间的电阻会很大 导致电流很弱 也会影响测量结果 此外 不合理的电极间距会使测量结果不足以区分变异源 并且间距的误差也会极大地影响测量结果 解决方法 使用RES2DINV软件 洛克 2006 在路基产生的电阻率分布图像进行倒置 反演计算 9 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像结果 10 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像分析 路堤包括风化泥岩材料在y 20和40米之间 这是从附近的一个切割并具有较低的小于100 m的电阻率 ERT线x 12 5米 把y 40米以外的路堤组成改成砾石 砂和粉砂 其特点是电阻率明显超100 m 可以观察到轨道几何两不同岩性间接触面的显著变形 这很可能是不均匀沉降的结果 在0 20 40和60米中 在垂直剖面上也看到了平行于路堤长轴的电阻率剖面中的成分变化 11 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 ERT成像分析 这些部分也表现出路基中和水分含量变化相关的显著特点 特别是 由于前一个夏季蒸发和蒸腾引起的水分流失 侧面由相对高的电阻率占主导地位 12 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 季节性监测 本次研究主要研究季节性暴雨对路基含水率的影响 得到了从2006年7月到2007年11月每6周记录一次的ERT成像数据 在检测过程中于2007年6 7 8月经历了频繁的降雨 13 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 天气数据 通过气候数据可以看出 在07年6 8月降雨量有明显的增大 并且温度也保持在一个较高的水平 图中 灰线代表降雨量 黑线代表温度 14 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 反演计算处理过的图像 15 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 反演计算处理过的图像 通过对比两年8月的土壤含水量含水量最为明显 2006年8月未经历暴雨时 天气炎热 土壤含水量较低 2007年天气依然炎热 但在暴雨的影响下 土壤的含水量明显增大 16 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 数据表明 路基侧翼的干燥一直持续到2006年十一月 之后 整个路基表面附近的电阻会降低 随着电阻率的降低可以确定 到2007年3月升高的水位面可以延伸至地平面以下4米多的地方 在x 0到10米范围内 东侧翼水的渗透性比西侧翼水的渗透性相比似乎更大一些 这可能是盛行风向的作用导致路堤横向水分不均匀蒸发 或者是路堤两侧密度和植被类型不同所引起的 17 侵入研究 ERT监测 结果分析 最终结论 路基含水量与不稳定性关系的调查研究 对我们正在进行的研究很重要 特别是与粘土矿物有关的的收缩 膨胀效应