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TDR测定喀斯特地区石灰土含水量的标定研究 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤含水量是气候、水文、土壤侵蚀等研究中的一个重要参数。TDR法因具有方便、快速、精确且不扰动土壤等优点而得到广泛应用,但因受土壤质地、容重、温度等物理因素的影响而必须对其进行标定。本研究采用室内标定(壤土)和田间标定(粗、中、细质土以及三者的组合)相结合的方式,对用TDR法测定的喀斯特地区不同质地石灰土含水量进行了标定。结果表明:（1)TDR法测定的土壤含水量比烘干法测定值要小,两者最大绝对偏差在室内标定条件下为10.6%,田间标定为12.2%;相应的相对偏差最高分别可达60.3%和32.8%。因此,必须在使用前对TDR进行标定。（2)标定后TDR法测定的土壤含水量精度明显提高,平均绝对偏差低至1.4%~3.1%;室内标定曲线精度略低于田间标定曲线。（3)不同质地组合的TDR法土壤含水量标定曲线的标定精度较高(平均绝对偏差为1.5% ~ 2.6%),可用于不同质地土壤含水量标定。本研究结果可用于修订校正研究区及类似区域TDR法测定土壤含水量的结果。 相似文献
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沉积物中天然气水合物减压分解实验 总被引：3，自引：2，他引：1
基于自行研发的天然气水合物开采实验装置,进行了沉积物中甲烷水合物减压分解实验研究,并用时域反射技术(TDR)实时监测水合物分解过程中其饱和度的变化。实验采用粒径为0.18~0.35 mm的干砂,003%的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液和高纯甲烷气体。实验结果表明：水合物减压分解过程中不同层位的温度与水合物饱和度存在差异,体现了一定沉积环境下水合物的分解规律,位于沉积物上层与外侧的水合物先分解;TDR技术测量水合物饱和度时,压力迅速降低不会对TDR波形产生影响,TDR曲线变化仅由水合物分解引起;水合物分解时TDR技术测得其饱和度变化规律与根据分解气体总量计算的结果一致,说明该技术可以准确实时监测水合物饱和度变化。 相似文献
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开发为地质灾害预测预报所需用的岩土层含水量和渗透力测试仪,并和气候雨量、地质灾害成灾规律联系起来,是我国地质灾害监测预报发展的趋势。岩土层含水量分层监测系统是采用TDR（Time Domain Refiectometry）技术原理、方法研制的仪器,通过波导棒探针发射的电磁波射入岩土层,测量电磁波脉冲从波导棒的起点传播到接收末端的反射电压值,此反射电压值与岩土体本身含水量介电常数有函数关系,经过计算转换为测点岩土体积含水量,实时测量和采集地质灾害岩土层含水量和渗透力参数。介绍了该监测系统的基本原理、主要技术参数、监测工艺技术方法以及现场应用情况。 相似文献
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发展为地质灾害预测预报所需用的岩土层含水量及渗透力测试仪，并与气候雨量、地质灾害成灾规律联系。是我国地质灾害监测预报的发展趋势。该监测仪系统采用TDR（Time Domain Refiectometry）技术原理、方法研制的仪器，通过波导棒探针发射的电磁波射入岩土层，测量电磁波脉冲从波导棒的起点传播到接收未端的反射电压值，此反射电压值与岩土体本身含水量介电常数有函数关系，经过计算转换为测点岩土体积含水量。实时测量和采集地质灾害岩土层含水量及渗透力参数。该系统适用于地质灾害监测区野外的使用，具有测量深度深、可测介面硬层、自动采集、存卡、无线遥测以及无人值守等性能特点。 相似文献
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我国在海洋和冻土区都已发现天然气水合物资源区并成功获取实物样品。含水合物沉积物的热导率是估算水合物资源量、设计合理开采方案的关键性数据之一。受水合物稳定条件和测量技术的限制,水合物热导率测定尚不完善。本文通过自主研制的天然气水合物热物理参数测量系统,开展了海洋沉积物中天然气水合物热导率与饱和度测量研究。实验使用取自南海神狐海域的沉积物作为反应介质,在压力7.8 MPa、温度2℃的条件下合成甲烷水合物,并利用热脉冲探针与时域反射技术联合测量的方式获得沉积物中水合物形成过程的热导率和饱和度等实验数据。结果表明,当水合物饱和度从0增加至49%时,体系热导率出现了先升高后降低的变化趋势。分析发现体系热导率随水合物饱和度的变化特征与水合物在沉积物中的填充方式有关,在实验选用的南海沉积物中,水合物优先选择在颗粒孔隙间成核生长,并最终与沉积物颗粒胶结共存。 相似文献
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对非饱和土降雨入渗过程及其致灾机制的深入认识有赖于室内外试验及多物理量联合监测。基于离心机超重力环境下土体响应监测技术,开展了非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验,测试研究了超重力环境对新研制的微型TDR探针及张力计测量的影响规律,并利用TDR、张力计及弯曲元对降雨入渗过程中土体响应进行多物理量联合监测。研究结果表明:在不同离心加速度下微型TDR探针与给定含水率土体实测原始波形重合,说明超重力环境对TDR测试没有影响,含水率的测试误差在2%以内。在离心机加速过程中,张力计所测吸力下降约2.0~2.9 kPa,当离心加速度稳定在40g时,所测吸力在10min内上升并接近常重力下土体初始吸力。在降雨入渗过程中,埋设在同一深度的TDR探针、张力计和弯曲元对湿润锋响应的时间点基本一致,降雨入渗导致土体含水率增加,基质吸力降低,剪切波速降低。这些多物理量监测数据有助于建立非饱和土含水率-吸力-剪切模量之间的关系。 相似文献
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毛细管合成包裹体在激光拉曼探针测定包裹体盐度中的应用 总被引：2，自引：2，他引：0
盐度是流体包裹体重要的参数之一,利用激光拉曼探针可以快速、准确地测定包裹体盐度,而标准样品的制备是保证该方法准确性的关键。毛细管合成包裹体技术是一种新型的标准样品制备方法,本文利用该方法,制备了不同组成的H2O-NaCl样品,并以此建立了测定包裹体盐度的标准曲线。显微测温结果表明,毛细管合成包裹体标准样品盐度的准确性可以达到±0.5%,利用石英和石盐中的合成包裹体对标准曲线进行了检验,结果表明利用标准曲线测定包裹体盐度,测量值与理论值的误差在1%以内。应用该方法制备的标准样品具有操作简便、快捷、样品尺寸与地质样品相类似等特点,兼具了矿物中合成包裹体以及石英试管或玻璃瓶制备标准样品的优势。 相似文献
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对采自雷州半岛8个红树林湿地典型分布区的37个表层沉积物样品进行粒度分析,结果显示:(1)研究区表层沉积物粒度组成粉砂含量最高,占52. 9%;其次为砂,占27. 8%;黏土含量最低,占19. 3%。(2)研究区表层沉积物有砂质粉砂、黏土质粉砂、砂和粉砂质砂4种类型,其中砂质粉砂和黏土质粉砂主要分布在南山、高桥和观海长廊等地,砂和粉砂质砂主要分布在特呈岛、企水等地。(3)研究区沉积物平均粒径为5. 7,沉积物颗粒整体偏细;分选系数平均值为1. 90,分选较差;偏态平均值为-0. 14,为负偏;峰态平均为1. 07,峰态等级为中等。(4)通过系统聚类分析方法将研究区沉积环境分为三种类型,不同沉积环境水动力条件和环境特征差异明显。(5)沉积物砂粒含量与有机质含量、盐度呈极显著的负相关关系,与p H值呈正相关;粉砂含量与有机质含量、盐度呈极显著正相关,与p H值呈负相关;黏土含量与有机质含量、盐度正呈相关,与p H值则呈负相关。 相似文献
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时域反射技术在地学研究中的应用 总被引：5，自引：0，他引：5
综合介绍了时域反射技术在地学研究中的应用。包括时域反射仪的工作原理、测量参数(特征阻抗、介电常数、土壤含水量、土壤电导率)、时域反射探针技术以及时域反射技术在农业地质、水文地质、灾害地质等研究中的应用与进展。 相似文献
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时域反射仪在监测青藏高原活动层水分变化过程中的应用 总被引：27，自引：13，他引：14
时域反射仪（ＴＤＲ）是一种利用电磁脉冲方法,根据电磁波在土层中的传播速度测试不同土层 的介电常数,接介电常数值可获不同土类在冻融状态下的未冻水含量和总体积含水量．ＴＤＲ仪可在 野外环境下无破损地测得融土和冻土的液态水含量,尤其是能测出不同负温下冻土中未冻水的变 化．该仪器最适用于测量均质细颗粒土的体积含水量,经与烘干称重法对比,ＴＤＲ仪应用在青藏高 原上不同融土类所测含水量值的误差范围：粉土和细砂为±２．５％,粘土和亚粘土为±３．０％,砂砾石 土和碎石土为±５％．经过反复的野外实践证明,用 ＴＤＲ仪测上层含水量具有简便、快速及稳定等 优点,是值得推广的方法．根据青藏公路沿线８个场地埋置的ＴＤＲ仪和地温仪所获的一个年周期的 水、热资料（１９９７．８～１９９８．７）,分析了高原活动层在冻融过程中温度场和水分场的耦合所导致的水分迁移及水分场重分布的规律 相似文献
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时域反射仪（Time Domain Reflectometry）可用于室内和田间快速、 准确、 自动测定土壤含水量, 是目前应用最广泛的土壤含水量测定方法之一。适宜的土壤含水量标定曲线（即土壤表观介电常数和土壤含水量之间的关系）是TDR准确测定土壤含水量的关键。目前文献中存在大量的土壤含水量标定曲线, 但尚未有研究对这些标定曲线进行系统的验证和分析评价。因此, 它们的准确性和适用范围尚不明晰, 严重影响到与土壤含水量测定相关的研究。通过查阅大量国内外文献, 收集整理了一系列土壤含水量标定曲线的经验公式（19个）和半经验半物理模型（5个）, 并利用大量的文献实测数据对其进行综合评价。同时运用均方根差（RMSE）, 平均误差（AD）, 纳什效率系数（NSE）等三个指标对比分析和评价这些标定曲线的准确性和可靠性。研究结果表明： 经验公式中Topp、 Roth（1992）2、 Jacobosen、 Yoshikawa2、 Alharathi模型和半经验模型中Malicki1公式及其修订模型综合性能较好。研究成果可为利用TDR准确测定土壤含水量及土壤含水量标定曲线的选择提供参考和指导。 相似文献
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The effect of electrical conductivity (EC) of a dielectric material on its TDR-measured dielectric constant εa (called the apparent dielectric constant) was investigated both theoretically and experimentally. The effect of EC on the
apparent dielectric constant εa was more pronounced at low frequency of the electromagnetic pulse applied to measure εa. The assumption of neglecting electrical losses in measuring the dielectric constant by TDR to represent εr was not valid for dielectric materials containing free charges, such as electrolyte solutions, bentonite clay, and saline
soils. A theory is proposed to separate the real part of the dielectric constant εr from the TDR-measured εa in lossy dielectrics. An EC - εr relationship can be developed that would provide εa (=εr) at EC = 0 to be used to determine soil-water contents in conductive soils.
Na-bentonite mixed with distilled water resulted in considerable magnitude of bulk EC due to the adsorbed cations on the surface
of the particles. This EC caused energy loss of the TDR pulse that depended on the length of the probe rod. For a 4.5 cm long
probe, the reflected TDR waveform was completely attenuated for EC between 3.05 dS m−1 and 3.72 dS m−1. The waveforms generated in this range of EC were not suitable for analysis by TDR-support software for dielectric constant.
With the adsorbed cations, Na-bentonite behaved as a lossy or dispersive material.
This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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用NMR法验证在冻土中TDR标定曲线的可靠性 总被引：3，自引：1，他引：2
TDR技术是一种较新的测定冻土中未冻水含量的方法, 它有很多优点, 但是由于TDR技术应用于冻土中测定未冻水含量起步较晚, 其可靠性有待于进一步验证. NMR技术是一种较成熟的测定冻土中未冻水含量的方法. 通过应用NMR和TDR两种方法对不同初始含水率下的棕壤土冻融特征曲线的测定, 对TDR法的标定曲线的可靠性进行了验证. 结果表明: 采用TDR法与NMR法测得的冻融特征曲线明显不同, 在相同负温下前者的测定值高于后者, 且其差异随初始含水率增高而加大; NMR法的测定结果表明, 初始含水率对冻融特征曲线的影响很小; 而TDR法的测定结果表明, 由TDR法测得的冻融特征曲线, 受初始含水率影响很大, 随初始含水率的升高而明显加大. 这表明含冰率和温度对冻土的介电常数影响很大, 因此, 采用TDR法测定冻土的未冻水含量时不宜采用原有的标定曲线. 相似文献
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In this study, the presence of nonaqueous phase liquids (NAPL) in sandy soils are detected using a TDR probe system and the eigendecomposition method of analysis. As a demonstration, five NAPLs with different physicochemical properties (acetone, benzene, heptane, trichloroethylene, and xylene; Table 1) were used. Samples were prepared in such a way that the soil pore fluid has different contents of deionized water and NAPLs. For each experiment, a pulse signal with known characteristics was used and reflected signals were captured by an oscilloscope and analyzed using the eigendecomposition method. Autoregressive modeling and singular value decomposition were used to calculate the eigenvalues. The most significant eigenvalues were identified based on their power spectrum. The relative eigenvalue of the first mode (Eow), which is a measure of the power carried by the signal, was calculated and correlated to NAPL type and content, and octanol water partition coefficient (log Kow). The results indicated that for the same NAPL content, as log Kow increases, Eow decreases due to increase of hydrophobicity. For the same log Kow, as the organic content in soil pore fluid increases, Eow increases due to decrease of dielectric properties of the pore fluids. 相似文献
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A. Kallioras A. Khan M. Piepenbrink H. Pfletschinger F. Koniger P. Dietrich C. Schuth 《Hydrogeology Journal》2016,24(5):1297-1309
Precise measurements of the downward movement of precipitation through the unsaturated zone, as well as return flow of moisture to the atmosphere via evaporation, have always been challenging in regard to in-situ monitoring techniques. This study investigates the profile of volumetric water-content fluctuations within the unsaturated zone through a combination of field techniques, including in-situ measurements of the volumetric porewater content at different depths using specially designed time-domain reflectometry (TDR) probes. The probes are installed through direct-push vibro-coring methods, at significant depths within the unsaturated zone, providing continuous readings of the soil-moisture content throughout the unsaturated column. The measured waveform is analyzed by using the inverse modeling approach resulting in an apparent relative dielectric permittivity profile of the surrounding medium along the TDR probe length. The approach sufficiently analyzes the mechanisms of water fluxes through significant depths within the unsaturated zone, which in turn can be used to quantify groundwater recharge at areas where the unsaturated zone hydrology plays a key role in the recharge of the underlying aquifers (such as arid and hydrologically sensitive areas). The approach was applied at an experimental field site in the Upper Rhine Valley, Germany. 相似文献
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大掺量粉煤灰淤泥固化土的强度与耐久性研究 总被引：4，自引：0，他引：4
基于传统水泥和石灰固化处理方法,提出了利用大掺量低钙粉煤灰、水泥和石灰固化剂进行淤泥固化处理的方法,以期改善淤泥的强度和耐久性,达到淤泥和粉煤灰双重资源化利用的目的。通过一系列室内试验,探讨了该方法处理后固化淤泥的击实特征、强度特性、水稳性和耐久性。试验结果表明：淤泥固化后最优含水率有所降低、最大干密度则略有增加;弹性模量、无侧限抗压强度和抗拉强度均有不同程度的增加,水泥掺量越大,养护时间越长,强度和弹性模量越大;固化后淤泥水稳性得到明显改善;浸水软化和冻融循环导致固化土抗压强度显著劣化,冻胀融缩导致设计混合料的无侧限抗压强度减小约22%。 相似文献