專利名稱：一種土體裂隙深度的探測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于巖土工程參數探測領域，特別涉及土體裂隙深度的探測裝置。
背景技術：
土體內部裂隙的定量化研究，在研究早期一般是采用解析的方法，采用工程力學 (如彈性理論、斷裂力學等)來解決膨脹土裂隙的分布、深度、開度和延伸度，以及裂隙及其周圍土體的強度和變形特性。但土體內部裂隙的發育情況與表面裂隙的發育并不是一一對應的，解析法必然包含不少假定和簡化，結果的精度還難以驗證。另外，采用破碎土體研究土體裂隙深度的方法破壞了土體內部結構，土體一旦破碎無法進行后續的試驗。因此，本設計人針對現有技術的缺陷，提出一種新穎的探測方法，并基于此研發出本探測裝置。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種土體裂隙深度的探測裝置，其不會破壞土體的內部結構，且探測結果準確性較高。本實用新型為解決以上技術問題，所采用的技術方案是—種土體裂隙深度的探測裝置，包括電導儀和若干組成對電極，其中，所述每對電極的形狀、大小均一致，且各成對電極分別埋設在不同層的土體中，并分別連接電導儀的輸入端。采用上述方案后，本實用新型通過將成對的電極分層埋設在土體中，并在成對電極間鉆孔后灌水，并在灌水前后測量土體在不同時刻的電阻率，建立電阻率隨深度變化的曲線，根據曲線變化推算土體裂隙的深度。本實用新型具有以下有益效果(1)本實用新型的探測裝置造價低廉，且探測過程容易實現，操作性比較強；(2)利用本實用新型的探測裝置進行參數探測時，不會破壞土體的內部結構，有利于進行后續試驗，可以對試樣進行長時間的試驗觀測，具有更廣泛的適用性；(3)本實用新型的原理是利用土體的電導值及其變化，并通過建立的電導值隨土體深度變化的曲線，推算得到土體內部裂隙的深度，比現有方式簡便快捷，具有無法比擬的優越性；(4)本實用新型可通過采用精度較高的電導儀，如果測得的數據處理準確，建立的曲線適合，即可以測得較準確的土體裂隙深度。
圖1是基于本實用新型所采用的探測方法的流程圖；圖2是本實用新型的結構示意圖；圖3是基于本實用新型所得到的土體裂隙深度圖。
具體實施方式
以下將結合附圖對本實用新型的結構及工作原理進行詳細說明。本實用新型提供一種用于土體裂隙深度的探測裝置，如圖2所示，包括電導儀1和若干成對電極2，其中，各成對電極2分別埋設在不同層的土體中，并分別連接電導儀1的輸入端，利用電導儀1測量每對成對電極2之間的電導值，從而根據灌水前后電導值的變化來推算土體的裂隙深度；其中，電導儀1可采用多量程、高精度的型號，且具有內部校正功能， 從而可以根據成對電極2的不同形狀和大小進行內部校準；而成對電極2則可根據實際情況制作成不同形狀和大小，只要滿足每對電極2的大小、形狀一致即可。如圖1所示，使用本實用新型時，所需要的步驟是(1)在待測土體中分層布置成對的電極；具體來說，配合圖3所示，將待測土體進行分層，并在各層分別埋設成對電極，所述兩個電極分別通過導線連接到地表，并連接到同一電導儀，用以測量該成對電極之間的電導值；(2)利用電導儀分別測量每層土體中成對電極間的電導值；當土體中沒有裂隙時，電流在土中傳播的電導值很大，此時土體的電阻率比較小， 可以等效為兩個小電阻串聯；而當土體中的裂隙發育時，由于裂隙中充滿的空氣并不能傳播電流，導致土體的電阻率增大，此時可以等效為兩個小電阻之間又串聯一個阻值很大的電阻。(3)在各層土體中成對電極間鉆孔后灌水，并使用電導儀定期測量成對電極間的電導值；當向土體中灌水時，高處土體的水分在自重作用下沿裂隙往低處滲流，在灌水初期，借助水的導電能力，使得土體的電導率會有一定的上升，而隨著時間流逝，水分會沿裂隙向下滲流，土體的電導率會再次下降；因此，若土體裂隙較發育，則土體電導率的變化會很大；若土體裂隙細微發育，則土體的電導率變化不會很大；若土體裂隙基本不發育，則土體的電導值基本不變化；這樣，即可根據土體在灌水前后的電導值變化，推得土體裂隙的發育深度。(4)根據前述測得的灌水前后的每對電極間的電導值，繪制不同時刻土體電導值隨深度變化的曲線圖，根據電導值的變化情況得到裂隙的深度，電導值變化幅度大，該深度的裂隙較發育，而電導值變化幅度小，則該深度的裂隙發育細微；配合圖3所示，是本實施例中灌水后土體的電導值隨深度變化的曲線圖，可知在灌水過程中，10-20cm處的電導值增加快，消散得也快，說明該深度處的裂隙高度發育；而在30-40cm處的土體電導值雖然有一定的增加，但在一段時間后，電導值的減小幅度有限， 可以認為是由于土體中含水率變化所致，該深度的土體裂隙有輕微的發育；而在40cm以下的深度范圍內，土體的電導值基本保持不變，說明該深度的土體基本無裂隙發育。綜上所述，本實用新型一種土體裂隙深度的探測裝置，重點在于對土體進行分層， 并在每層埋設成對電極，在每對成對電極之間鉆孔灌水，通過測量該成對電極在灌水前后電導值的變化，判斷該處是否有裂隙以及裂隙程度，從而得到土體裂隙的深度。其具有比較強的可操作性，造價低廉，且不會破壞土體的內部結構，適用性廣泛。[0028] 以上實施例僅為本實用新型例示，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內。
權利要求1. 一種土體裂隙深度的探測裝置，其特征在于包括電導儀和若干組成對電極，其中， 所述每對電極的形狀、大小均一致，且各成對電極分別埋設在不同層的土體中，并分別連接電導儀的輸入端。
專利摘要本實用新型公開一種土體裂隙深度的探測裝置，包括電導儀和若干組成對電極，其中，所述每對電極的形狀、大小均一致，且各成對電極分別埋設在不同層的土體中，并分別連接電導儀的輸入端。此種探測裝置不會破壞土體的內部結構，且探測結果準確性較高。
文檔編號G01B7/26GK201955059SQ20112004789
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者張紅宇, 殷宗澤, 袁俊平, 陳亮, 高英 申請人:河海大學