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堤坝隐患电探法

根据土体、岩石的电性差异,应用各种电探仪器来探测堤坝隐患的地球物理方法。堤坝工程产生隐患之后,原来均匀的物理场遭受破坏,隐患部位相应地产生了新的物理场,称为异常场。电法探测就是利用这一特点,用专门仪器测量人工或自然电场中异常场的分布特性,达到探测隐患的目的。其主要探测方法有电阻率法、自然电场法和激发极化法。电阻率法 以地电阻作为分析隐患的参数。它要求隐患与围岩有较大的电性差异。

根据土体、岩石的电性差异,应用各种电探仪器来探测堤坝隐患的地球物理方法。堤坝工程产生隐患之后,原来均匀的物理场遭受破坏,隐患部位相应地产生了新的物理场,称为异常场。电法探测就是利用这一特点,用专门仪器测量人工或自然电场中异常场的分布特性,达到探测隐患的目的。其主要探测方法有电阻率法、自然电场法和激发极化法。

电阻率法 以地电阻作为分析隐患的参数。它要求隐患与围岩有较大的电性差异。具体探测方法有中间梯度剖面、四极对称剖面、电测深剖面等。堤坝裂缝、管涌通道等线状隐患,需要较高的探测精度。多用中间梯度和四极对称剖面法。探测时,在坝顶或坡面平行堤坝轴线布置3条以上测线,每4~10米设一测点,用ED-80型堤坝探伤仪,测出各点的电阻率值,并绘成电阻率剖面图或等电阻率平面图。浸润线以上的隐患,因充填空气不易导电,呈高阻异常,隐患顶部出现视电阻率极大值;水下隐患充水呈低阻反映。根据曲线变化可确定隐患的性质和位置。坝堤质量检查,一般采用精度较低的电测深剖面法。探测时,沿工程轴线每25~100米设一测点。根据两个供电电极距离越远,探测深度越大的原理,用ED-80型堤坝探伤仪观测每一点由浅到深的一组视电阻率值,并分析绘制视电阻率等值线变化规律曲线。若曲线近于水平且疏密均一,则堤坝土体密实均匀;曲线起伏疏密不等,则坝体已产生隐患或间有松软夹层。用这种方法在中国湖南省对40多座水库的实测,获得了较好的效果。埋深1~23米,宽1~10毫米的纵横裂缝,都能准确的确定其水平位置,顶部埋藏深度分析误差小于5%。

自然电场法 以水在工程内部孔隙、裂隙中流动而产生的过滤电位的大小,来判断隐患状况的方法。它适于探测已经产生渗流的隐患。具体测试方法有电位法、电位梯度法。探测时,沿垂直渗漏隐患的走向布置3条以上的测线,每5~10米设一测点,用ED-80型堤坝探伤仪观测每一测点相对电位零点的电位差,并绘制出电位剖面图或等电位平面图。强渗漏和水流下降区呈负电位,漏水和水流上升区呈正电位。根据图中曲线变化特征,即可确定隐患的性质和位置。

激发极化法 利用人工电场的激发作用,使含水量很高的目的层产生极化,应用激电仪观测极化场的大小及其衰减特性,来确定隐患的位置的方法。中国山东省水利科学研究所于1978~1980年相继研究成功了SDJ-1型和SDJ-3型积分式激电仪。激发极化法适于软土夹层和浸润线的探测,野外多用激电测探剖面法。测线、测点的布置与电测深剖面法相同。探测时,遇到软土层或浸润面极化场突变,激电参数会急剧增大,呈高值异常,根据曲线形态可确定隐患位置和埋深。

堤坝隐患电探法属于体积勘探。由于旁侧影响限制了探测深度和精度。但该法具有轻便、简单、直观、易于推广应用等优点,还是一种探测堤坝隐患的重要手段。