探地雷达测定地基土含水量的实验研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2009／17(5)-0697-06探地雷达测定地基土含水量的实验研究王旭东①何亮②杨放①曹华①(①南京工业大学岩土工程研究所南京210009)(②苏州市民用建筑设计院有限公司苏州215000)摘要利用室内模型槽，采用探地雷达开展了测定地基土含水量的室内实验研究。通过对探地雷达反射波法测定的介电常数和烘干法测定的含水量之间的曲线拟合，提出了实验用粉土的含水量与介电常数之间的经验公式。与实测含水量的对比分析表明，Topp公式在一定含水量范围内有良好的适用性，而本文提出的经验公

2、式较Topp公式具有更宽的含水量适用范围和更高的预测精度；针对不同类型土建立相应的含水量和介电常数之间的经验公式是必要的，将有助于提高探地雷达测定地基土含水量的精度。关键词探地雷达介电常数地基土含水量中图分类号：P642文献标识码：AEST玎ATIONoFSoILWATERCoNTENTUSINGGRoUNDPENETRAT-INGRADARWANGXudong①HELiang②YANGFang①CAOHua①((~)InstituteofGeotechnicalEngineering，NangofTechnology，№ng210009)((~Suzhou

3、iCivilArchitecturalDesignInstituteCo．LTD，Suzhou215000)AbstractUsesareflectedwavemethodandanovendrymethodtoestimatesoilwatercontent．Experimentalstudyiscarriedout．Thereflectedwavemethodisbasedonthegroundpenetrationradartechnique．Theempiricalequa—tionofexperimentalsiltisobtainedviacur

4、vefittingofsoilwatercontentversusdielectricconstant．Comparativea—nalysisshowsthattheclassicalToppformulahasagoodserviceabilityincertainwatercontentrang．Anempiricalformulaisproposedinthispaper．Ithasawiderrangeofestimatingsoilwatercontentandahi．gherestimateaccura—cythantheclassicalTo

5、ppformula．Thisstudyindicatesthattheempiricalformulaisnecessaryfordifferenttypesofsoilsandwillhelptoimprovetheaccuracyofestimationofsoilwatercontentwithgroundpenetratingradartech—nique．KeywordsGroundPenetratingRadar，GPR，Dielectricconstant，Soilwatercontent，Eexperimentalstudy孔隙比、塑性指数和

6、重度等物理性质指标，而且也反1引言映了土的孔隙水压力、承载力、粘聚力、抗剪强度和变形等力学性质⋯。因此，地基土含水量参数对岩含水量与土的性质密切相关，它不仅影响土的土工程问题有着极其重要的意义。目前，常用的地收稿日期：2008—11—20；收到修改稿13期：2009—03—03．第一作者简介：王旭东，主要从事土与结构共同作用和岩土工程监测与检测研究工作．Email：cewxd@njut．edu．cn698JournalofEngineeringGeology工程地质学报2009基土含水量测定方法有烘干法、中子仪法和时域反度和波形将随着所通过介质的电性和几何形

7、态的变射计法(TDR法)等。这些方法在实际应用中各有化而变化。探地雷达主机通过对反射波进行适时接特点，但也存在局限性J。因此，寻求一种快捷、高收和处理，从而确定地下界面或地质体的空间位置效测定地基土含水量的方法已成为人们关注的热和结构特性[sl。点。探地雷达作为一种浅层地球物理勘探方法，它屏蔽箱不仅具有快速、安全、简便、成本低和无损测试等特点，而且是大面积测定地基土含水量时空变化的有效测定方法j。探地雷达通过测定地基土的介电常数，利用介电常数与含水量之间的关系获得地基土的含水量值。Tomer等在利用探地雷达探测细砂质土体中的淀积薄层土体时，发现了淀积薄层土体

8、的含水量骤然变化会引起电磁波的强烈反射现象-4j。P