我国西部矿区砂壤含水率精确计算方法研究

发布时间：2021-12-31 03:41

　　土壤介电常数和体积含水率定量关系的确定是发展基于探地雷达（GPR）技术测定土壤体积含水率的重要基础。传统的探地雷达技术计算土壤体积含水率一般基于经典的Topp公式,但计算值与实测数值误差较大,难以满足不同地质条件下土壤体积含水率的计算精度。为解决该问题,采用探地雷达与浅层钻探相结合的方法,利用浅层钻探对介质层位的描述和深度标定,通过精确计算雷达数据剖面中雷达波到达各反射界面的双程走时,更加准确地获得各层介质界面上方相对介电常数,并通过对各介质的实测含水率进行回归分析,建立了适用于中国西部不同粒径砂壤的体积含水率精确计算的Topp公式修正模型。结果表明:修正后的Topp公式形式的计算模型获取的体积含水率平均误差较修正前细砂降低了42%,中砂降低了56%,平均误差率较修正前细砂下降了近58%,中砂下降了近67%,2种粒径砂壤使用修正后计算模型的体积含水率计算准确度均获得大幅提高。对比结果说明了利用实测含水率对Topp公式修正的计算模型的准确性,同时验证了基于探地雷达与浅层钻探相结合的GPR波速标定方法对我国西部砂壤介质含水率的精确计算方法的合理性。 

【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

探地雷达探测原理

3)实地取样。同时为对探地雷达获得的含水率进行校准和验证，每条测线每隔200 m设置1个取样点，取样点分布情况如图3所示。采用浅部地层钻探方式取样。以洛阳铲为工具，对每条测线上的测点进行打钻取样，每隔0.5 m进行1次提钻，对钻内砂壤使用环刀取样，为保证砂壤物性不被破坏，土样取出后立即放入铝盒内密封保存。取样工作如图3b所示。图3 雷达探测与取样

图2 研究区测线布置4)测定砂壤样品体积含水率。利用电子秤对铝盒内的土样及铝盒进行称重，得到质量，之后将其置于105℃的烘箱内烘12 h左右直至恒重，称其质量。所用环刀规格为?50.46 mm×50 mm，则砂壤体积含水率计算式为

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3559552