[发明专利]一种在人工环境下测试土电阻率的方法

说明书

本发明公开了一种在人工环境下测试土电阻率的方法。包括：选定野外待测土壤，测量电阻率、土温、相对湿度值及紧实度；将待测土壤风干并筛除石头和杂物后获得纯土壤，测量重量；将纯土壤按照预设层厚装入模具并夯实；测试模具内土壤的土壤电阻率；根据待测区域往年最高温度、最低温度及冻土温度，以预设阶梯下降温度分别测定风干土壤和含水土壤的电流值与电压值；输入电压在1～5V，输入电流0.5～5mA，按ρ＝4×U/I式计算土电阻率；将未装入试验模具的剩余土样过20目筛，测试pH值，并分析水溶性盐分离子含量；综合分析土导电因素，找出影响土电阻率的主要因子，为改善土的导电性，降低土电阻率提供可靠数据。

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种在人工环境下测试土电阻率的方法。

背景技术

土的电阻率是土导电性的综合表征，是研究土的物理力学性质、微观结构、金属土壤腐蚀、电力接地、防雷防静电接地的重要参数。通常采用Wenner等距四极法或

Schlumberger-Palmer不等间距四极法等方法原位现场测量视电阻率，再经土壤反演得出土壤电阻率分层结构。以电力接地和防雷防静电接地对土电阻率数值的需要为例，由于Wenner等距四极法(Wenner's four-electrodemethod)野外现场测试操作过程简单，通常会用此方法获得所需要的数据。考虑到影响土电阻率的因素较多，如土的种类、含水量、土结构、土体温度等等，由于不考虑诸因素所起作用，原位测试获得的土电阻率数据显得过于单一，不足之处比较明显。如果再考虑到野外原位测试会受到场地选择的限制、天气降水的限制、冻土的限制，不足则更加明显。

为此，许多研究者出于不同的实际需求，在实验室条件下对土电阻率进行测量。尽管不同领域学者对于土电阻率实验室测量方法并不统一，但基本做法均是将土壤样品置于土壤箱中使用直接法测量。对于土电阻率的实验室测试，常规方法是采用交流伏安法测量电路研究NaOH污染下水泥土电阻率的变化、直流伏安法电路分析直流电流密度对土壤电阻率的影响、低频交流电阻测试仪采用电桥法测量原理、电阻率探头同时测量土壤含水率、通过电阻率探头(RCPT)测量法研究砂土中掺入了重金属污染离子后电阻率随时间的变化趋势及土壤电阻率测量影响因素的试验等。电极数目一般采用四极法，施加信号类型分直流和交流。但也有许多研究人员因考虑四极法测试装置相对复杂，担心会对测试土样造成扰动而使用二极法。对于交流信号的选择，不同研究者的做法不同。Abu-Hassanein等认为频率为60Hz(美国电网频率)可避免激化作用对土的电特性影响。Amlanandanl采用50MHz进行土壤电阻率与含水饱和土壤孔隙度分析，并认为在高频率下，土的介电常数仅为孔隙率、定向度和颗粒形状函数，亦有选用1 000Hz频率测量黏土电阻率并研究其微观结构的。国内研究人员则大部分采用国家电网50Hz频率。不同方法的测量结果之间存在差别，对土壤电阻率测量准确性可能会造成较大影响。

因此，亟需建立一种能够兼顾温度因素、水分因素且相对稳定的实验室土电阻率的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种在人工环境下测试土电阻率的方法，主要目的是解决测试土电阻率准确性较差的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种在人工环境下测试土电阻率的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在野外选定待测区域土壤，测量所述土壤的电阻率、土温、相对湿度值及紧实度；

(2)将所述待测区域土壤风干并筛除石头和杂物后获得纯土壤，测量所述纯土壤的重量；

(3)将所述纯土壤按照预设土层厚度装入专用测试模具并夯实；

(4)安装专用模具，并将模具移入环境箱，获取测试初始土壤承受压力与每一次测试时土壤所承受压力；按Wenner四极法或二极法安装测试电极，获得测试土壤电阻率实时土壤温度；