CN105758895A - 一种土壤电阻率温度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤电阻率温度校正方法，包括以下步骤：分别获取已知温度和目标温度下的土壤电阻率的试验数据，根据已知温度下实际测得的电阻率，基于目标温度下实际土壤电阻率与已知温度下的土壤电阻率试验数据的乘积等于已知温度下实际土壤电阻率与目标温度下土壤电阻率的试验数据的乘积原理，对实测的土壤电阻率进行温度校正。能够减小当前温度所引起的土壤电阻率测量值的误差；对不同温度下的土壤电阻率进行计算，将其校正到同一温度所对应的土壤电阻率值。

Description

一种土壤电阻率温度校正方法

技术领域

本发明涉及一种针对土壤电阻率提出的温度校正方案，尤其是能对电法勘探中不同温度下的土壤电阻率大小进行校正到同一温度对应的电阻率值大小。

背景技术

土壤电阻率是电法勘探中电阻率法测量的重要参数之一；电阻率法广泛应用于工程勘察、矿产勘查、水文地质调查等各个领域，准确的土壤电阻率参数对工程技术设计、成矿远景区划分、水文地质圈定等具有重要的参考价值。然而在进行野外测量电阻率的过程中，由于外界各种因素的干扰，所测得的电阻率的准确性大大降低，其中，温度条件是不可忽视的影响因素之一；由于大自然的温度是不可控制的，所以我们不能选择性地对某一温度下的电阻率进行测量；在夏季，由于大气温度较高，土壤温度和土壤水分的蒸发量会明显增加；而在冬季，较低的气温使得土壤温度降低，并且在一些低温地区会产生季节性冻土，从而对土壤电阻率产生一定的影响；为了降低这种影响，就要将野外测得的电阻率数据进行温度校正。

目前，温度对土壤电阻率的影响研究成果有许多，但多以定性的趋势性分析为主，常规电法勘探及地质勘察中的研究结合点一般为冻土区域，基本没有结合常规大温度区间的野外实际应用问题进行讨论，更无明确合理的温度校正方案。电阻率值的大小受到温度的影响这一事实是众所周知的，但是将其进行温度校正得到更加准确的电阻率值的这一方案却并未实施，温度对电阻率值的影响并不能从实际测得的电阻率值中去除或者减小。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种土壤电阻率温度校正方法，本方法能够减小温度对土壤电阻率测量值的影响，从而得到更加准确的土壤电阻率值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤电阻率温度校正方法，包括以下步骤：分别获取已知温度和目标温度下的土壤电阻率的试验数据，根据已知温度下实际测得的电阻率，基于目标温度下实际土壤电阻率与已知温度下的土壤电阻率试验数据的乘积等于已知温度下实际土壤电阻率与目标温度下土壤电阻率的试验数据的乘积原理，对实测的土壤电阻率进行温度校正。

对不同温度下的土壤电阻率进行计算，将其校正到同一温度所对应的土壤电阻率值。

温度校正区间是(-10℃，-3℃)和(0℃，20℃)。

本发明的有益效果为：

(1)能够减小当前温度所引起的土壤电阻率测量值的误差；

(2)对不同温度下的土壤电阻率进行计算，将其校正到同一温度所对应的土壤电阻率值；

(3)计算过程简单、方便易于使用。

附图说明：

图1为不同温度下的砂土电阻率/粘土电阻率、砂土电阻率/粉土电阻率和粉土电阻率/粘土电阻率的值示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

已知任一土壤电阻率随温度变化的试验测试数据，在野外的某个温度条件T`下测得的电阻率数据为ρ`，要将温度T`下测得的电阻率数据ρ`改正到温度T₀时对应的电阻率值ρ₀，温度T`和T₀所对应的试验土壤电阻率数据分别为ρ``和ρ(T₀)；我们能使用对实测的土壤电阻率进行温度校正，达到减小温度对土壤电阻率的影响的目的，校正区间为(-10℃，-3℃)和(0℃，20℃)。

该土壤电阻率温度校正方法的创新性及应用主要体现在以下几个方面：

其一，该校正方案能够有效降低温度对土壤电阻率测量值的影响，将其应用到电法勘探的数据处理中可以得到更加准确的土壤电阻率值；

其二，使用该温度校正方案可有效解决测试环境中温度条件对现场电阻率测试工作的制约问题；

其三，校正后更加准确的土壤电阻率值在防雷接地、建筑防腐设计等方面具有广泛的应用前景，可有效提高相关设计的针对性，提高该类设计的安全性及经济性；

其四，校正后更加准确的土壤电阻率值在工程监测中具有较大的指导意义，使用电法进行工程监测的过程常常会因为温度的改变而使电阻率发生改变，有效的校正手段可以大大提高工程监测的准确性。

将其应用于具体的实验校正：

$\mathrm{\&rho;}\left(T\right)=\frac{a}{T^{*}}=\left\{\begin{array}{cc}0.00002611\&CenterDot;T^8+0.001336\&CenterDot;T^7+0.02851\&CenterDot;T^6+0.3292\&CenterDot;T^5+2.215\&CenterDot;T^4+8.543\&CenterDot;T^3+16.52\&CenterDot;T^2-3.043\&CenterDot;T+15.46& (-12.5\&le;T\&le;0)\\ \frac{470.2}{T+29.79}& (0<T\&le;20)\end{array}\right.$

在野外20℃温度条件下测得的电阻率经正演后得到电阻率为100Ω·m，要将野外实测的数据进行改正到温度为7℃时对应的电阻率值ρ₀，则使用以下公式进行计算：

${\mathrm{\&rho;}}_0=\frac{{\mathrm{\&rho;}}^{`}}{{\mathrm{\&rho;}}^{``}}\&CenterDot;\mathrm{\&rho;}---\left(7\right)$

其中：

$\mathrm{\&rho;}\left(7\right)=\frac{470.2}{7+29.79}=12.7806$

ρ`＝100

${\mathrm{\&rho;}}^{``}=\mathrm{\&rho;}\left(20\right)=\frac{470.2}{20+29.79}=9.4437$

那么

进行验证：

以下三组数据是不同土样的电阻率随温度变化的曲线，如果校正公式

成立，那么在正温区间或者负温区间，不同温度下的砂土电阻率/粘土电阻率的值是不变的，同理砂土电阻率/粉土电阻率和粉土电阻率/粘土电阻率的值是不变的的值也是不变的。如表1所示。

表1

计算出不同温度下的砂土电阻率/粘土电阻率、砂土电阻率/粉土电阻率和粉土电阻率/粘土电阻率的值，结果如图1所示。

对(-10℃，-3℃)以及(0℃，18℃)两个区间内的比值分别进行误差计算，得到的误差分布如表2所示。

表2

根据上面的实施例，可以看出，本发明能够减小当前温度所引起的土壤电阻率测量值的误差；对不同温度下的土壤电阻率进行计算，将其校正到同一温度所对应的土壤电阻率值，具有较高的准确率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种土壤电阻率温度校正方法，其特征是：包括以下步骤：分别获取已知温度和目标温度下的土壤电阻率的试验数据，根据已知温度下实际测得的电阻率，基于目标温度下实际土壤电阻率与已知温度下的土壤电阻率试验数据的乘积等于已知温度下实际土壤电阻率与目标温度下土壤电阻率的试验数据的乘积原理，对实测的土壤电阻率进行温度校正。

2.如权利要求1所述的一种土壤电阻率温度校正方法，其特征是：对不同温度下的土壤电阻率进行计算，将其校正到同一温度所对应的土壤电阻率值。

3.如权利要求1所述的一种土壤电阻率温度校正方法，其特征是：温度校正区间是(-10℃，-3℃)和(0℃，20℃)。