[发明专利]一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统及方法

权利要求书

1.一种边坡岩土体电参数时空演化测试系统的测试方法，其特征在于，所述测试系统包括：

电场施加装置，用于边坡内部产生均匀电场；

电参数采集装置，用于测试电极间岩土体的电压，并结合电流场强度得到测量点电流数据；

外部荷载施加装置，用于对边坡施加多种外部荷载，模拟边坡负载荷载作用下的状态；

所述测试方法在复杂外部荷载作用下对边坡岩土体的电参数进行测试，获取边坡加载过程中及各个状态下的电参数剖面，所述的方法具体包括以下步骤：

均匀电场施加过程，在边坡表面及底层铺设导电铜网(1)，连接电源对边坡整体施加竖直方向的均匀电场；

电参数测试过程，在边坡内部测试点布设薄铜网(2)作为测量电极，当边坡在复杂荷载作用时，结合中间梯度法，在均匀电场下利用测量电极测试电极间岩土体的电压，并结合电流场强度得到测量点电流数据；

数据处理过程，将各个测量点的电流及电压数据换算成电阻率数据，并结合测量点位置信息采用克里金插值方法获取边坡电阻率剖面图；同时结合荷载施加过程中连续测试的电阻率数据，获取边坡电阻率参数的时间演化及空间分布图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电场施加装置包括位于边坡表面及底部的导电铜网(1)及供电装置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的电参数采集装置包括相互连接的薄铜网(2)和数据采集仪(5)，所述的薄铜网(2)作为测量电极，铺设在边坡内各测试点；

所述的数据采集仪(5)包括电流测试模块(3)和电压测试模块(4)；

当在对导电铜网(1)施加稳定电流后，边坡内部产生均匀电场时，启动数据采集仪(5)中的电流测试模块(3)，利用导电铜网(1)测试两端的电流强度，启动电压测试模块(4)，利用测量电极测试边坡内部测试点岩土体的电压值，对多种荷载作用下的边坡土体电参数进行快速及实时测试，获取边坡土体在复杂荷载作用下的电参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外部荷载施加装置包括外部降雨系统(7)、冻融循环系统(8)及地震波输入系统(9)，所述的外部降雨系统(7)、冻融循环系统(8)及地震波输入系统(9)按照时间序列排列组合进行单独施加或多种荷载叠加同时施加。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀电场施加过程中边坡表面及底层导电铜网与边坡岩土体充分接触，且采取固定措施防止铜网在荷载作用下发生运动。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀电场施加过程中导电铜网厚度较小且铜网面积与边坡表面积相等；所述导电铜网与岩土体采取绝缘措施后放入绝缘模型箱(6)中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电参数测试过程内部测试点布设薄铜网长度、宽度及厚度较小；同时内部测试点布设的薄铜网与岩土体的接触面较为平整。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电参数测试过程采用中间梯度法，对边坡内部的测试点岩土体电参数同时进行测试，实现在某个特定状态下岩土体电参数的空间分布数据采集；

所述电参数测试过程对单个或者多个外部荷载作用下进行实时电参数测试，实现岩土体电参数的时间序列数据采集。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据处理过程包括电参数空间特征分析过程和电参数时间演化分析过程，其中所述电参数时间演化分析过程结合边坡空间地形信息及数据时间序列，采用克里金插值法获取边坡电阻率参数的时间演化及空间分布图。