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地基的含水率、压实度是每个工程建设当中必需严加控制的参数指标,如果处理不好将可能引起不均匀沉降、局部塌陷等,对工程安全带来不安定因素。传统的检测方式在时间上具有局限性、在空间上具有片面性,工作量大、难度高且效率低,对原有地基具有一定的破坏性,已经不能满足快递发展的工程建设。那么,寻求一种高效、便捷、廉价、无损又省时省力的方法就显得尤为重要。 本文通过对岩土介质的物质结构特性及其电性参数的研究,结合室内试验,分析了相对介电常数(下文均简称为介电常数)与含水率、压实度及饱和度的关系,排除了次要影响因素并建立起含水率与介电常数之间的数学模型,进而可以通过利用雷达检测出的介电常数计算地基含水率,预测地下可能存在的含水层、空洞及对地基的质量作出合理评价。其次,基于电阻率法基本原理,分析了温度、压实度、含水率等对土体电阻率的影响,建立了土体压实度和电阻率的函数关系,通过地质雷达检测出的含水率进一步得出土体的压实度。这样有效的利用了两种检测方法的优势,抓住了二者的主要影响因素,通过分别建立的“含水率—介电常数”、“压实度—电阻率”数学模型,对所取土样进行含水率、压实度检测,准确、有效地评价了黄土地基的质量,为后续施工提供了可靠保障。最后基于GprMax对所建地电模型进行二维正演模拟。本文在基本理论的基础上,结合室内试验对应用地质雷达及电阻率法检测黄土地基含水量、压实度作了一些有益的探讨,主要工作如下: (1)对目前检测地基含水率、压实度的研究做系统概述,探讨了Q3黄土的电磁特性以及检测黄土地基含水率、压实度的重要性与主要研究方向。 (2)基于电磁波的基本理论,分析岩土介质电性、物性参数对介电常数的影响,通过室内试验研究分析了电磁波波速与含水率的对应关系,进一步推导出介电常数与含水率的数学关系并分析“尺寸效应”带来的偏差;同时研究了土体压实度对介电常数的影响程度及土体饱和度与介电常数的内在关联,并分别对含水率和压实度做敏感性分析,为建立“含水率—介电常数”数学模型提供了有利依据。 (3)基于高密度电阻率法基本原理,系统的研究了电阻率的影响因素,建立了“电阻率—压实度”数学模型,并对含水率与压实度做敏感性分析。 (4)依据介电常数对含水率的高度敏感性,含水率已知情况下电阻率与压实度的良好相关性,结合工程实际很好地说明了应用地质雷达检测含水率并进一步由电阻率计算出压实度是准确的、可行的。 (5)在不同含水率及压实度条件下,通过建立的数学模型计算得到相应的介电常数及电导率,应用 GPRMAX2.0软件分别对含水、空洞地电模型进行二维正演模拟,通过分析有利地证明了所建地电模型的合理性,为反演算法提供了有效的前提依据。