時域反射圓錐貫入器與孔內裝置研發

Abstract

在傳統的工址調查上，常需藉助一些地質鑽探、取樣及室內試驗以瞭解基地土樣之物理性質及力學特性，但這些試驗往往費時且取樣之代表性常有受質疑之處。時域反射法（Time Domain Reflectometry，簡稱TDR）是以電磁波為基礎之地球物理探測法，它可以量測與土壤基本物理性質息息相關之土壤電學性質，然現有之TDR探測器僅適用於表面土壤之量測。本研究之主要目的即為發展適合於較深土層的TDR探測器，為顧及其接受度與經濟性，探測器結合最為工程界所接受之圓錐貫入器與薄管取樣器，並結合其量測土壤力學性質之優點，以達到資料綜合判釋之結果。 TDR圓錐貫入器之設計採用多根金屬條在一圓柱桿件表面形成傳輸導線，利用一系列之探測器模型評估各種金屬條佈設方式之量測效能、估計各探測器之空間影響權重及針對可能對TDR量測波形有所影響之因子加以探討，找出最佳之設計方式製作Prototype，並在標度槽內以此Prototype進行雲林麥寮砂之貫入試驗，探討整體有效介電常數與含水量之關係；與薄管取樣器結合之TDR孔內裝置則採用同軸量測系統，由於同軸探測器為一封閉系統，量測效能較佳且無空間影響權重之問題。