海底沉积物电阻率原位探测技术及应用研究

发布时间：2020-10-31 12:29

　　 论文基于国家海洋公益性行业科研专项“我国近海海底沉积声学调查与评价体系研究”项目（编号GY10-01）开展研究，结合我国近海沉积声学调查评价需要，系统地研究了海底沉积物电阻率原位测量技术，研制微型点电极电阻率探针系统和沉积物电阻率甲板测试分析仪器，利用自主研发仪器对南黄海海底沉积物电阻率进行了试验测试研究。 论文主要研究成果包括： 系统地研究了沉积物直流电阻率平行板双电极测量、平行四探针电极测量、环形四电极测量等技术，分析了几种电阻率探测技术的特点。重点研究了环形四电极探针测量技术，探讨了探针结构因子对测量结果的影响，提出了结构因子校正方法。 研究了海底沉积物电阻率的非线性特性及克服非线性特性的优化设计技术，引入了有限元分析方法进行探针结构因子影响分析和误差校正；提出了电阻率探测激励信号的模糊逻辑智能控制方法，有效地克服了探针的系统误差。 研制了一套满足沉积物电阻率原位探测和室内快速测定需要的点电极微型探针系统，采用系统集成的方法开发了一套沉积物电阻率虚拟测试分析仪器，并进行了试验测试。 研究了我国近海海底沉积物孔隙度、含水量和粘土矿物对电阻率的影响，初步探讨了海底沉积物电阻率与沉积声学参数的关系。研究了南黄海海底沉积物的电阻率分布特征及其可能的成因。 论文创新点主要包括以下两个方面： 1．在电阻率测量技术方面，提出了微型探针结构因子的有限元分析校正方法和高精度恒流源模糊逻辑控制方法，确定了探针的结构因子校正系数，研制了微型原位电阻率探针传感器。 2．在电阻率测试研究方面，结合沉积声学调查评价体系研究，初步确定了我国近海沉积物电阻率与孔隙度、含水量等沉积物物理性质的关系，首次初步确定了我国近海沉积物电阻率分布特征。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：TH766
【部分图文】：

积物直流电阻率测量技术在20世纪20年代组合探针测量技术已被地质学家探索应用[2]。从上到八十年代，平行四电极探针电阻率测量技术逐渐成熟，根据电流势差测量电极的不同出现了Wenner、Schlumberger、dipole-pole等四种主要排列形式的电极传感器设计形式[3]，目前平行四探用于陆上沉积物电阻率测深、二维和三维电阻率成像等表层沉积物研究。底沉积物电阻率测量通常采用Wenner排列电极，可分为贯入式和拖[4]。Jackson[5]首先开发了海底表层沉积物的拖曳式电阻率测量设备enner排列点电极安装在平板上，通过拖曳方式测量海底沉积物-海度范围内的电阻率。Dawn[6]运用平行四电极探针技术开展过浅海成像调查研究（图1-1），此后的相关应用极少。

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图1-2 Won 开发的四-环形Wenner点电极电阻率系统阻率测量设备早在1969年由Kermabon[7]等最先开发并了垂直排列的Wenner点电极技术。Won[8]于1987年电阻率测量系统（图1-2），即在一个玻璃纤维或是沿探杆表面等间距设置环形电极，实现海底沉积物电-环电极电场的电势进行了系统的理论计算和分析，电阻率环形探针测量技术的主要不足是垂直分辨率较查作业过程中，环电极排列距离越大，垂直分辨率越探杆几何因子影响，其系统测量精度会降低。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑铁民,秦蕴珊;黄东海浅水区海底钙质结核及其成因的研究[J];沉积学报;1986年02期

2 程振波,石学法,陈志华,鞠小华;南黄海表层沉积物中微体化石的沉积特点及物源分析[J];沉积学报;1999年S1期

3 李凡,张秀荣,李永植,李本兆;南黄海埋藏古三角洲[J];地理学报;1998年03期

4 于小军,缪林昌,刘松玉;水泥土和二灰土的电阻率特性研究(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2001年01期

5 赵一阳,李凤业,秦朝阳,陈毓蔚;试论南黄海中部泥的物源及成因[J];地球化学;1991年02期

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1 张宪军;南黄海中西部全新世沉积特征及物源分析[D];中国海洋大学;2008年

本文编号：2863951