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水泥管士壤電阻率的測試

2.1現行水泥管測試方法的不足
青島水泥管土壤電阻率是影響設計的最重要參數，直接決定陽極品種、規格和布局等，因而其測試值準確與否直接關系到陰極保護的效果好壞。《埋地鋼質管道陰極保護參數測試方法》(SY廳0023-97)規定，土壤電阻率測試優先采用等距四極法。測量時將接地電阻測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，搖動直流發電機，通過兩個電流極A、B在土壤中形成電流場，測取回路的電流密度和兩個電位極C、D之間的電位差，根據歐姆定律可計算兩支電位極之間的電阻值。檢測儀器為ZC-8接地電阻測量儀，相鄰電極間距S取管道中心線設計埋深。雖然測試是在地表進行，但當電流極的人土深度小于S/20時，可以看成為球形電極。如果土壤性質均勻，兩個電位極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計算出兩個電位極C、D之間的土壤電阻率值，進行地溫修正后得到設計所需參數值。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(單位:.0)。
對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差別很小，通常測取地表至管道中軸線埋深處的土壤電阻率，即可作為設計依據，不會產生太大偏差。對于城鎮燃氣管道，地表土壤大多為回填土，至少經窮填處理形成硬殼，甚至為溫凝土或瀝青路面和路基。如果照搬長輸管道的做法，由于地表與地下土壤性質差別巨大，導致所得結果根本不能代表管道埋深處土壤的性質。此外，城鎮地表土壤含水量和溫度變化遠大于郊野，導致土壤電阻率測試值大幅度震蕩。實測數據表明，暴雨或綠化澆灌前后，同一地點所測土壤電阻率數值最大相差3倍以上。按照《輸油氣管道巖土工程勘察規范?(SY廳0053-97)判定，其腐蝕性甚至可以橫跨"強\"中"、"弱"三個等級，因此必須采取相應措施消除誤差。
2.2改進的措施
根據施隆貝格公式的原理可知，對于不均勻土壤，應采用分別測取地表至m的土壤電阻值Rm、地表至n的土壤電阻值凡，通過計算得到埋深m-n之間的土壤電阻率，作為設計依據(2)。其中m為地表硬殼厚度，一般情況可取O.3m，混凝土或瀝青路面可取0.6m，n為設計管底埋深。
由于建設后管道和陽極均處于m-n層內，以該值作為設計依據，可以很好消除地表硬殼的影響，且測試值穩定重現性好，基本不受地表雨水和綠化澆灌的影響。

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