一种硬质介质地电场快速测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硬质介质电场测试领域，具体是一种硬质介质地电场快速测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]电阻率法勘探是利用地质体之间的电阻率差异，从而识别其内部异常体的形态、分布及空间范围等定位参数，进而为工程地质、环境地质和矿产资源勘查等领域提供技术服务。因其原理简单，操作方便，表象直观，可靠性高等优点，电阻率测试技术一直成为广受欢迎的勘探手段之一。近年来，随着混凝土等硬质介质不断出现，其测试时电极的安装成为棘手的难题，直接制约了直流电法技术在复杂硬质接触面的应用。
[0003]地面覆盖下的隐伏异常是当前工程勘察领域中的一大难题，浅层地震、地质雷达等无损技术手段都或多或少存在不足，尤其是在识别小型空洞或充水洞体方面。相比之下，直流电阻率法以介质电阻率差异为评断依据，易于分析识别，在此领域发挥着重要的作用。然而，针对难以安装电极的硬质地面，常规电极很难实现在无损情况下开展工作，主要通过施工小钻孔安装测试电极，现场操作不方便。且无法实现现场施工的电极点快速移动。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种硬质介质地电场快速测试装置及方法，采用布质袋包裹潮湿粘土，通过降低接地电阻，易于拖曳移动，实现了对硬质地面数据的有效采集和快速移站，能高效完成长测线的数据采集工作。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种硬质介质地电场快速测试装置，其特征在于:包括有防水高分子材料制成的布质袋，布质袋底部、顶部分别设为圆形口，布质袋底部圆形口中设置有厚层透水绒布，且布质袋内位于厚层透水绒布上设置有下粘土层，下粘土层是置于厚层透水绒布上，布质袋顶部圆口中设置有铜弹簧片，铜弹簧片外包敷有粘土形成上粘土层，铜弹簧片底面连接有伸入布质袋中的铜弹簧，布质袋内还设置有铜片，所述铜弹簧底端连接在铜片上，上粘土层中开有连通布质袋内外的注水孔，通过注水孔向布质袋内注入有盐水溶液，铜弹簧片顶面连接有伸出布质袋外的导线，导线线端连接有宽窄片卡头。
[0006]所述的一种硬质介质地电场快速测试装置，其特征在于:所述注水孔中设置有防水拉锁。
[0007]—种硬质介质地电场快速测试方法，其特征在于:选择测试测线，固定任意道的快速电极，形成64个通道的多极供电测量系统，分方法完成本条测线的地电场数据采集，采用拖曳方式移动测量点至下一观测站，两站之间具有一定的交叉重合电极，实现观测测线的连续地电场数据采集；根据整条测线的测试地电场信息进行剖面电阻率反演，获得硬质介质下方电性分布剖面，结合硬质介质如混凝土体内结构、构造条件的差异，判断高、低电性异常位置，提供勘查解释成果。
[0008]本发明的优点:
1.直流电法测试技术是一种方便，快捷，直观的物探手段的分支，硬质介质快速电极装置的发明拓展了该技术的应用领域，提高了应用效果。
[0009]2.该电极装置具有良好的导电性，接地电阻较低，复杂场地适应性强，自由布设，快捷方便等优势，测量结果达到了勘探要求。
[0010]3.该电极装置可重复使用，相对于传统使用的泥土围住现有电极的方法，避免了城镇中心作业时所面临的难以寻找泥土的问题；相对于液体电极连接装置，该快速电极更加方便快速使用，适应于连续拖曳测量，稳定性强；同时，该装置环保美观，适合城市中心地区作业。
[0011]4.该项测试技术与快速电极有机结合，拓展直流电法的应用领域，实现了硬质场地的连续快捷扫描测试。
【附图说明】
[0012]图1为本发明装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，一种硬质介质地电场快速测试装置，包括有防水高分子材料制成的布质袋1，布质袋I底部、顶部分别设为圆形口，布质袋I底部圆形口中设置有厚层透水绒布，且布质袋I内位于厚层透水绒布上设置有下粘土层2，布质袋I顶部圆口中设置有铜弹簧片，铜弹簧片外包敷有粘土形成上粘土层3，铜弹簧片底面连接有伸入布质袋中的铜弹簧4，布质袋I内还设置有铜片5，铜弹簧4底端连接在铜片5上，上粘土层中3开有连通布质袋I内外的注水孔6，通过注水孔6向布质袋I内注入有盐水溶液，铜弹簧片顶面连接有伸出布质袋I外的导线7，导线7线端连接有宽窄片卡头8。下粘土层是置于厚层透水绒布上。
[0014]注水孔6中设置有防水拉锁。
[0015]一种硬质介质地电场快速测试方法，选择测试测线，固定任意道的快速电极，形成64个通道的多极供电测量系统，分方法完成本条测线的地电场数据采集，采用拖曳方式移动测量点至下一观测站，两站之间具有一定的交叉重合电极，实现观测测线的连续地电场数据采集；根据整条测线的测试地电场信息进行剖面电阻率反演，获得硬质介质下方电性分布剖面，结合硬质介质如混凝土体内结构、构造条件的差异，判断高、低电性异常位置，提供勘查解释成果。
[0016]本发明为一种硬质介质电法测试接地电极装置及其测试方法，采用布质袋包裹潮湿粘土，通过降低接地电阻，易于拖曳移动，实现了对硬质地面数据的有效采集和快速移站，能高效完成长测线的数据采集工作。该装置主要分为以下几个部分:
1.快速电极与硬质介质接触部分:接触部分为直径15cm的圆形，质料采用厚层透水绒布制作而成。使用过程中直接让该部分与硬质介质充分接触，布质袋内部的溶液可从此绒布孔隙中流出，通过高密度的绒须与介质接触，降低快速电极的接地电阻大小。
[0017]2.布质袋内部构建组成:布质袋是快速电极的外包装，布质袋内部从下到上主要是由下粘土层一铜片一上粘土层三个部分构成，铜片直径5cm，上粘土层内部是由一个
0.5mm的铜弹簧片支撑，并上、下分别连接导线与铜片。此内部装置起到有效持水作用，导电性能良好。同时内部具有补充盐水溶液装置，增加接触导体导电能力。
[0018]3.布质袋组成:布质袋整体是由防水高分子材料制作而成，携带轻便，易于拖动，易于收集。使用前，向布袋内装置适宜盐水溶液，完成后用防水拉锁拉紧。将布质袋展布于硬质介质的测试点上，利用盐水溶液直接与介质接触，形成导电面。
[0019]4.导线连接组成:该部位采用特制导线和宽窄片卡头组成，使用过程中利用卡头与整个测试电缆线相连，提高现场数据采集装置安装效率。该接触方式有利于快速电极换站时的快速拖移动，且接触效果极佳。长导线的任意缩长，打破局部区域(如空洞，表层砂石覆盖较厚等)普通电极无处布置，实现复杂场地下快速电极的自由选择性安放。
【主权项】
1.一种硬质介质地电场快速测试装置，其特征在于:包括有防水高分子材料制成的布质袋，布质袋底部、顶部分别设为圆形口，布质袋底部圆形口中设置有厚层透水绒布，且布质袋内位于厚层透水绒布上设置有下粘土层，下粘土层是置于厚层透水绒布上，布质袋顶部圆口中设置有铜弹簧片，铜弹簧片外包敷有粘土形成上粘土层，铜弹簧片底面连接有伸入布质袋中的铜弹簧，布质袋内还设置有铜片，所述铜弹簧底端连接在铜片上，上粘土层中开有连通布质袋内外的注水孔，通过注水孔向布质袋内注入有盐水溶液，铜弹簧片顶面连接有伸出布质袋外的导线，导线线端连接有宽窄片卡头。
2.根据权利要求1所述的一种硬质介质地电场快速测试装置，其特征在于:所述注水孔中设置有防水拉锁。
3.一种基于权利要求1所述装置的硬质介质地电场快速测试方法，其特征在于:选择测试测线，固定任意道的快速电极，形成64个通道的多极供电测量系统，分方法完成本条测线的地电场数据采集，采用拖曳方式移动测量点至下一观测站，两站之间具有一定的交叉重合电极，实现观测测线的连续地电场数据采集；根据整条测线的测试地电场信息进行剖面电阻率反演，获得硬质介质下方电性分布剖面，结合硬质介质如混凝土体内结构、构造条件的差异，判断高、低电性异常位置，提供勘查解释成果。
【专利摘要】本发明公开了一种硬质介质地电场快速测试装置及方法，利用快速电极与硬质介质充分接触，通过布质袋充填粘土介质来降低接地电阻，利用粘土内的铜片增大接触面积，利用导电线连接铜片与电极电缆，共同组成与硬质介质的连接测量装置，进一步提高与硬质介质的耦合程度，获取良好的地质体内电阻率数据，为混凝土类硬质介质工程勘查与处理提供有效的技术参数。
【IPC分类】G01V3-08
【公开号】CN104834011
【申请号】CN201510177789
【发明人】张平松, 谭磊, 王轩, 薛敏, 高宽, 凌燕, 季明名, 岳占伟, 杜运兵, 吴荣新
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月15日