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水泥管士壤電阻率的測(cè)試

2.1現(xiàn)行水泥管測(cè)試方法的不足
青島水泥管土壤電阻率是影響設(shè)計(jì)的最重要參數(shù)，直接決定陽極品種、規(guī)格和布局等，因而其測(cè)試值準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到陰極保護(hù)的效果好壞。《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試方法》(SY廳0023-97)規(guī)定，土壤電阻率測(cè)試優(yōu)先采用等距四極法。測(cè)量時(shí)將接地電阻測(cè)量儀的四根電極以間距S等距離排成一條直線，垂直打人地表層。
如圖l所示，搖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)，通過兩個(gè)電流極A、B在土壤中形成電流場，測(cè)取回路的電流密度和兩個(gè)電位極C、D之間的電位差，根據(jù)歐姆定律可計(jì)算兩支電位極之間的電阻值。檢測(cè)儀器為ZC-8接地電阻測(cè)量儀，相鄰電極間距S取管道中心線設(shè)計(jì)埋深。雖然測(cè)試是在地表進(jìn)行，但當(dāng)電流極的人土深度小于S/20時(shí)，可以看成為球形電極。如果土壤性質(zhì)均勻，兩個(gè)電位極C、D之間的土壤電阻率值即等同于從地表至埋深S處的平均土壤電阻率。按施隆貝格公式ρ=21TSR計(jì)算出兩個(gè)電位極C、D之間的土壤電阻率值，進(jìn)行地溫修正后得到設(shè)計(jì)所需參數(shù)值。其中ρ為土壤電阻率(單位:。?m)，S為相鄰電極距(單位:m)，R為接地電阻儀讀數(shù)(單位:.0)。
對(duì)位于郊野的長輸水泥管管道，周邊土壤大多為原狀土，地表與地下土壤性質(zhì)差別很小，通常測(cè)取地表至管道中軸線埋深處的土壤電阻率，即可作為設(shè)計(jì)依據(jù)，不會(huì)產(chǎn)生太大偏差。對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿溃乇硗寥来蠖酁榛靥钔粒辽俳?jīng)窮填處理形成硬殼，甚至為溫凝土或?yàn)r青路面和路基。如果照搬長輸管道的做法，由于地表與地下土壤性質(zhì)差別巨大，導(dǎo)致所得結(jié)果根本不能代表管道埋深處土壤的性質(zhì)。此外，城鎮(zhèn)地表土壤含水量和溫度變化遠(yuǎn)大于郊野，導(dǎo)致土壤電阻率測(cè)試值大幅度震蕩。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，暴雨或綠化澆灌前后，同一地點(diǎn)所測(cè)土壤電阻率數(shù)值最大相差3倍以上。按照《輸油氣管道巖土工程勘察規(guī)范?(SY廳0053-97)判定，其腐蝕性甚至可以橫跨"強(qiáng)\"中"、"弱"三個(gè)等級(jí)，因此必須采取相應(yīng)措施消除誤差。
2.2改進(jìn)的措施
根據(jù)施隆貝格公式的原理可知，對(duì)于不均勻土壤，應(yīng)采用分別測(cè)取地表至m的土壤電阻值Rm、地表至n的土壤電阻值凡，通過計(jì)算得到埋深m-n之間的土壤電阻率，作為設(shè)計(jì)依據(jù)(2)。其中m為地表硬殼厚度，一般情況可取O.3m，混凝土或?yàn)r青路面可取0.6m，n為設(shè)計(jì)管底埋深。
由于建設(shè)后管道和陽極均處于m-n層內(nèi)，以該值作為設(shè)計(jì)依據(jù)，可以很好消除地表硬殼的影響，且測(cè)試值穩(wěn)定重現(xiàn)性好，基本不受地表雨水和綠化澆灌的影響。