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圖 3- 11 率定土樣導電度、土壤介電度與體積含水量

3.4 現地詴驗

本章節將詳述現地詴驗內容,首先對各實驗儀器及其配置作相關說明,

再對詴驗步驟與流程做一整體性的規劃,詳細內容如下:

3.4.1 現地詴驗儀器及配置

本研究於交大光復校區設置一個詴驗場址。於現地詴驗所使用到的相 關儀器設備有兩類,即 TDR 量測系統、及地電阻量測系統,以下將對各實 驗儀器設備做一簡單說明:

(1)TDR 量測設備

研究中所使用的 TDR 量測設備為美國 Campbell Scientific 公司所生產 的 TDR100,如圖 3- 12 所示,可配合多工器(Multiplexer)同時量測不同

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深度 TDR 感測器,並搭配資料擷取器(Datalogger)具有可程式化、自動 化量測的功能。至於 TDR 感測器方面則是如前述章節在率定土樣基本關係 時所使用的貫入式 TDR cone 感測器;貫入式探頭有利於感測器貫入現地 場址進行資料量測,又其本身貫入土壤中所佔體積較小,故可降低感測器 本身材料電阻對於地電阻量測時的電場影響。

圖 3- 12 Campbell TDR 100 量測儀

(2)地電阻量測設備

在地電阻量測系統方面,本研究所使用的地電阻探測儀器為法國 IRIS 公司所生產的 SYSCAL PRO Switch 48,如圖 3- 13 所示,可連接 48 頻道 電極,主機內部含電源傳送器(transmitter),訊號接收器(receiver)與電 源供應器(booster),在電源供應部分可依施測需求外接直流式電源提供更 大電流,另外為了滿足二維或三維的施測配置,可以利用 Switch Pro box 外接更多電極纜線以達到需求。由於本研究初次探討現地詴驗,因此在連 結的傳輸纜線與電極棒方面,使用 24 頻道集線器兩個,如圖 3- 14,共 48 頻道搭配 40 公分不銹鋼釘為電極棒來進行地電阻量測。而研究預計以三維 電探進行砂箱詴驗之探測,因此使用三維反算軟體 AGI EarthImager 3D Ver.

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1.3.7,將電探主機所量得視電阻率分佈(Apparent Resistivity)經過反算最 佳化分析後,以獲得現地土壤真實的電阻率分佈情形。

圖 3- 13 地電阻探測儀-SYSCAL PRO Switch 48

圖 3- 14ERT 24 頻道集線器

3.4.2 現地詴驗規劃

本實驗首先在詴驗場地佈設鋼棒連接 ERT 測線,ERT 測線再透過 24

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頻道集線器連接地電阻探測儀進行量測,ERT 場址規模為 2m 11m 如圖 3- 15 所示,TDR 感測器置於 ERT 場址中央。

配置完畢後,則進行詴驗場址的監測,監測詴驗場址經過下雨後,其 濕潤與乾燥的過程是否也會有遲滯現象的產生,若詴驗場址無降雨的可能,

本詴驗會進行人工灑水的措施觀察地層下的含水量變化。

本研究利用 TDR 的自動化程式與地電主機的內建功能,進行自動化監 測,當降雨時,為了密切觀測地層下電學性質的變化,從降雨期間每 10 分鐘間測一次,降雨後 24 小時之間其監測頻率為 1 小時,24 小時後土壤 乾燥速度漸漸變緩其監測頻率改為 3 小時。由於地電阻量測需注入電流收 取資料,有可能影響 TDR 的量測結果,所以先由 TDR 收取資料再由 ERT 進行量測。

圖 3- 15 現地儀器佈設示意圖 11m

2m

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四、詴驗結果與討論