离子污染饱和无粘性土电导率特性及TDR测试技术

随着工业的发展，重金属离子对土壤的污染越来越严重，严重危害人类的身体健康。重金属离子的污染监测对污染的防治具有重要意义，也是环境岩土工程的一个研究热点。土体的孔隙水电导率直接反映了土体中污染物的浓度，通过土体孔隙水电导率可以监测土体的污染程度。 本文首先阐述了土体的介电常数及电导率的物理意义及其影响因素，介绍了TDR测试土体介电常数和电导率的原理和方法；详细讨论了TDR探头的类型、制作材料及几何尺寸对测试结果的影响，在此基础上，自行设计制作了试验中所用的探头，建立了TDR探头的标定准则及方法。 分别采用饱和标准砂、粗砂、中砂、细砂、混合砂、粉砂和粉土等试验研究了孔隙水电导率与土体电导率之间的关系，在此基础上揭示了温度、孔隙率和离子种类对土体电导率的影响。通过对不同的理论模型比较发现饱和无粘性土的孔隙水电导率与土体电导率之间的关系最符合Archie定律。根据试验结果建议无粘性土Archie定律中的m系数可以取1.457。 采用TDR技术建立了饱和无粘性土孔隙率的测试方法，将其与Archie定律相结合，提出了通过TDR测试技术测试饱和无粘性土中孔隙水电导率的方法。最后通过室内模型试验验证了该方法的可行性和实用性，为TDR测试技术监测饱和无粘性土重金属离子污染奠定了基础。