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項目

Project

采用高密度電法探測地下基礎構筑物的應用研究
瀏覽次數:2606 日期:2013年01月24日 14:07【返回目錄】
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項目名稱

采用高密度電法探測地下基礎構筑物的應用研究

項目來源

 

項目起止時間

2013.01-2013.12

項目負責人

張永命

項目經費預算

 

項目主要成員及分工

姓名

主要職責與分工

張永命

項目總體負責

江啟雙

方案執行

鄭啟炳

外業工作

李偉干

內業分析

立 項 依 據

(一)國內外現狀、水平和發展趨勢

目前,大部分高層建筑、交通、水利、港口等工程在地下基礎施工前,都要求對地基土質、地下水等地質情況進行詳細調查。特別是在樁基施工前,需要對地下構筑物、微風化大石塊、舊基礎及填土中較大的硬雜質進行有效探測,避免對樁施工和基坑支護造成影響。

當前國內應用于地下基礎構筑物探測的方法主要有地質雷達、鉆探等手段。一方面,工程中的樁基一般埋設較深(15m以上),其中端承樁要求打到基巖面上,有的深度可達幾十米,而地質雷達的有效探測深度在5m左右,很難滿足地下構筑物探測的要求;另一方面,由于鉆探成本高、效率低,很難大范圍施展。因此,需要找到一種高效率、探測深度大,而且探測精度能滿足設計施工要求的方法。

(二)項目研發目的和意義

應用高密度電法對地下原有基礎構筑物、孤石等障礙物進行有效探測,確定其大小、位置、埋深等信息,為建筑設計提供幫助。

(三)項目達到的技術水平及市場前景

在場地允許的情況下,此項應用技術能對地下50m以內、直徑1m以上的地下障礙物進行有效探測,確定其大小、位置、埋深等信息。高密度電法的探測深度遠大于地質雷達,但探測精度相對較低。而且,高密度電法對場地環境要求較高,需要有足夠大的空閑地進行測線的排布,同時最好是在泥土地面上進行,方便電極的布置。這些場地條件一般的建筑工地都具備。

總體而言,高密度電法是如今適應快速、準確、無損地探測地下障礙物的一種直流電法技術。直流電法雖然是傳統的物探方法,但它在地下基礎構造物探測方面有其不容忽視的優勢,相信這一應用技術的推出定能受到市場的歡迎。

 

主 要 研 發 內 容

(一)項目主要內容及關鍵技術

高密度電法與傳統直流電法的原理一致,它是通過AB極向地下供電流I,然后在MN極測量電位差ΔU,從而可求得該點(MN中點)的視電阻率值。在實際工作中,通過公式可以求得測點X處的視電阻率值,式中k為裝置系數,滿足以下關系:。由儀器自動控制供電極距的變化(同步長增大或減小),逐測點移動得到高密度電阻率剖面,從而得到該測點處視電阻率rs隨供電極距AB/2的變化。

對稱四極電法裝置示意圖

關鍵技術:裝置設計,數據處理,異常判斷。

 

(二)技術創新點

高密度電阻率法是集電剖面和電測深為一體采用高密度布點、進行二維地電斷面測量的一種電阻率法勘查技術。高密度電阻率法的物理前提是地下介質間的電阻率差異。工程地基的地下構筑物、微風化大石塊的內部結構緊密,含水量低,電阻率較高,其周圍土壤含水量較高,電阻率低。因此,地下構筑物、微風化大石塊等障礙物在地電斷面上顯示為高阻異常。

在實際觀測時,首先是一次性布好一個電極排列,然后按特定的裝置方式通過特定的電極轉換裝置依次測量該剖面上不同位置、不同深度處的視電阻率值,從而可得到一條完整的二維視電阻率剖面。將所得的二維視電阻率剖面傳至計算機進行分析和處理,并做二維反演計算,便能獲得地下介質的電阻率分布情況,從而可區分地下構筑物和風化殘積物的分布特征。

 

(三)主要技術指標或經濟指標

高密度電法的探測深度和分辨率與測網的布置和裝置方式的選擇有關,一般點線距越密,分辨率越高。在地下基礎構筑物探測中,一般選用1m×1m的點線距可滿足探測要求。

常用的電法裝置方式有對稱四極、溫納、三級、中間梯度等。

探測深度:0~50m

 

 

項 目 技 術 路 線 及 進 度 安 排

(一)本項目擬采用的開發方法和技術路線

1、開發方法:結合項目進行開發;

2、技術路線:了解用戶需求à現場踏勘à參數設計à方法試驗à現場測試à數據處理à資料解釋à精度驗證。

 

(二)項目研發計劃進度

2013.01-2013.02:需求分析,技術設計

2013.03-2013.08:技術試應用

    2013.09-2013.12:技術總結,推廣

預 計 項 目 研 發 結 果

 

項目負責人意見

(簽署)

 

主管領導審核

(簽署)

 

                                

公司批準

(簽發)

 


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