高密度电法在路基填筑质量检测中的应用

韦政机

摘要：高密度电法作为一种地球物理勘探手段，具有速度快、信息含量多、检测结果准确等特点。文章介绍了高密度电法在路基填筑质量检测中的应用方法，并将利用高密度电法获取的填方路基填筑料参数与采用灌水法获取的参数进行对比分析。结果表明，两种方法所获取的结果较为一致，高密度电法在填方路基填筑质量检测中的应用结果较为可靠。

关键词：填方路基;填筑质量;高密度电法;检测

中图分类号：U416.1 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.029

文章编号：1673—4874（2020）11—0108—03

0引言

路基填筑质量是路基变形和稳定性的主要影响因素，在路基填筑施工过程中对路基填筑质量进行检测是十分重要的。目前，路基填筑质量的常用检测方法包括：灌水（砂）嘲、贯入法、波法等。近年来，随着地球物理勘探方法的发展，高密度电法在路基检测中的使用已经成为现实，该方法具有速度快、信息量大、检测结果较为可靠的特点，在路基勘查、灾害检测等方面已经进行了较多的实践。杨小龙等将高密度电法应用于隧道选线，准确分析了场地地质情况;赵自豪等利用高密度电法进行边坡稳定性分析;田中英等采用高密度电法调查滑坡前缘裂隙;陈亚乾等利用高密度电法进行砂岩的探测;牟义等叩使用高密度电法对采空区进行分析。本文结合工程实例，对高密度电法在路基填筑质量工程的应用进行探讨。

1高密度电法在路基填筑质量检测的应用方法

利用高密度电法进行路基检测是利用不同介质之间的导电性存在差异的基本原理，根据高密度电法获取的电阻率剖面进行相应的处理、计算、分析，获取电阻率在地层中的分布特征，从而获取待检测路基的填筑情况。

影响电阻率的主要因素包括土体类型、颗粒级配、含水量、密度等。在填筑路基范围内，填筑料的土体类型、颗粒级配可看作是一致的，因此，影响填筑路基的主要因素为填筑料的含水量和密度。

基于高密度电法填土路基填筑质量检测方法如下：

（1）将现场填筑料带回室内进行击实试验并测试电阻率，获取填筑料电阻率与含水量和密度的关系。

（2）在现场进行高密度电法检测，获取填筑路基后的电阻率分布情况，利用专业软件进行反演计算，绘制电阻率等值线图。

（3）利用室内获取的电阻率与含水率和密度的关系，将反演结果转换为含水量和密度等值线结果。

（4）利用获取的相关结果，定性分析路基填筑质量。

2工程应用

2.1工程概况及填筑方法

2.1.1工程概况

为了分析高密度电法在填方路基检测中的可靠度，结合某公路建设过程中的填筑路基现场，探测填筑路基的电阻率，现场使用W13MG-9高密度电法仪进行路基檢测。该公路采用沥青混凝土浇筑，厚度为O.2m，在路面以下为半刚性层，设计厚度为O.4m，路基填筑厚度为0.5m，填筑材料为碎石土。现场勘测深度与高密度电法勘测点的点距和数量关系密切。在此次路基检测过程中，确定电极间距为O.5m，共布置电极40个，确定最大剖面长度为20.0m。

2.1.2填筑方法

结合工程经验使用冲击碾压法对填方路基进行压实。在工程现场，使用三瓣式>中击轮对地基进行碾压，控制车速在12～15km/h，三瓣式冲击轮每旋转1周对地基的碾压次数为3次，地基表面任意位置受到冲击轮冲击作用的概率为1/6。因此，为了充分保证地基所有位置均受到碾压压实，应保证每次碾压纵向错1/6周，横向碾压错1/2周，碾压6轮。碾压后对地基进行整平。在保证地基平整度及压实度满足设计要求后，采用网格法卸土。在全断面使用分层填筑，填筑后首先使用推土机进行粗略整平之后精平。填筑料压实方法如下：首先使用静力完成2遍压实，之后再使用振动压实6遍，以充分保证填筑料的压实度。在施工过程中应遵守前稳后振、先轻后重、先边后中、先慢后快的原则。静力压实速度在2km/h左右为宜，振压速度确定为3.5km/h左右。完成上述操作后，分两次对填方路基进行>中压，每次冲压10次。第一次冲压过后，在路基表面洒水，以保证填筑料的含水量接近于最优含水量，冲压速度保证在10.0km/h左右。第二次冲压完成后对填方路基表面进行整平、清理，并采用高密度电法进行路基检测。

2.2填筑料电阻率与含水量的关系分析

利用现场取回的路基填筑料，进行不同含水率下的击实试验，并获取不同含水率条件下的电阻率。电阻率与含水率的关系见表1。

根据表1的关系，绘制含水率与电阻率的关系，见图1。从图中可知，电阻率与含水率满足以下关系：y（电阻率）=-247.1In（x）（含水率）+657.59（R²=0.9576）。根据算式可知，随着含水率的增大，电阻率逐渐减小。

2.3填筑料电阻率与干密度关系分析

根据表1的数据，绘制电阻率与填筑料密度的关系曲线，见图2。从图中可知，电阻率在100Ω·m时，填筑料的干密度最大。

2.4干密度与含水率关系

干密度与含水率关系曲线见下页图3。从图中可知，只有在最优含水率时，填筑料的干密度最大，越偏离最优含水率，填筑料的最大干密度越小。

2.5填方路基填筑质量检测结果

现场填筑路基厚度为0.5m，填筑料最优含水率在18%左右，最大干密度为18.41kN/m³，填方路基电阻率分布见图4。根据转换可获取路基内部任何一点的含水率和干密度值。

利用高密度电法分析获取的填方路基填筑料参数与灌水法获取的参数对比见表2。从表中可知，两种方法获取的结果较为一致，这表明采用高密度电法检测路基填筑质量结果较为可靠。

3结语

高密度电法作为一种地球物理勘探手段具有速度快、信息含量多、检测结果准确等特点。通过获取现场路基填筑料进行室内试验，获取电阻率与干密度、含水量的关系，利用高密度电法对20.0m长的路基进行检测并与灌水法的检测结果进行对比。结果表明，采用高密度电法进行路基检测结果较为准确。