一種走航式快速探測(cè)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(lái)，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(píng)價(jià)、地基土穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；各類海洋礦產(chǎn)資源探測(cè)；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(cè)等問(wèn)題研究；并且在防災(zāi)減災(zāi)方面也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 相對(duì)于多電極直流電阻率法在陸上淺層土體測(cè)試中的廣泛應(yīng)用，鮮有國(guó)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(shí)，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(cè)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(shí)現(xiàn)；(3)瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)不同深度電阻率探測(cè)的采集方式和實(shí)現(xiàn)方式尚難實(shí)現(xiàn)?；谀壳凹夹g(shù)研究現(xiàn)狀，本文基于靜電場(chǎng)理論，計(jì)算了不同供電點(diǎn)設(shè)置下，海水及海床土中電場(chǎng)分布，討論最佳供電、測(cè)量方式；根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果和室內(nèi)模擬試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)出一種走航式海床電阻率測(cè)量系統(tǒng)；最后通過(guò)工程實(shí)例評(píng)價(jià)系統(tǒng)的有效性，對(duì)裝置

3、改進(jìn)提出建議。
　　 全文共分七章。第一章主要闡述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀、論文主要研究?jī)?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(guó)內(nèi)外電阻率探測(cè)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀。第三章建立了海底電阻率探測(cè)的地電模型，通過(guò)鏡象法求解出了海底電場(chǎng)的電位計(jì)算方程，得出了海底直流電場(chǎng)分布特征，并對(duì)供電點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)到海床距離的變化、海水與海床土電阻率的變化對(duì)視電阻率的影響及電流在海水與海床土中的分

4、流等問(wèn)題進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，供電點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)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(diǎn)，探測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及探測(cè)目標(biāo)體的要求，進(jìn)行供電點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)位置及探測(cè)裝置的選擇。第四章對(duì)走航式的多電極電阻率測(cè)試裝備進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。第五章通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)的方法研究了多電極直流電阻率法對(duì)海底砂層及海床土內(nèi)目標(biāo)體的探測(cè)能力。研究表明，海水環(huán)境下多電極直流電阻率法對(duì)于砂土電阻率的變化具有良好的探測(cè)能力，只是相對(duì)于陸地

5、環(huán)境所需探測(cè)儀器的精度要高。將電極傳感器布設(shè)于水底時(shí)，多電極直流電阻率法對(duì)于水下目標(biāo)體尤其是高阻目標(biāo)體具有良好的探測(cè)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(gè)工程實(shí)例。通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的分析，得出了一些在工程應(yīng)用中應(yīng)該注意的問(wèn)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(chǎng)特征分析，設(shè)計(jì)出了一種走航式的多電極電阻率測(cè)試裝備；試驗(yàn)結(jié)果顯示該系統(tǒng)可有效測(cè)量水下一定深度