CCF20110310013

Rys. 4.8. Charakterystyczne strefy gruntu o różnej wartości natężenia pola elektrycznego E

Opis stref:

-    strefa 1    E,>E_prz,    pi    =    p_E,

-    strefa 2    E₂ > E_piz,    p₂    <    p_E,

-    strefa 3    E₂ < E_plz,    p₃    <    p_E,

-    strefa 4    E₄ < E_prz,    p₄    « p_E.

W powyższym opisie stref przez E_prz oznaczono natężenie pola elektrycznego powodujące przebicia, p_E - rezystywność gruntu poza obszarem oddziaływania dużych prądów.

i które można scharakteryzować różnymi rezystywnościami. Obraz takich stref przedstawiono na rysunku 4.8.

W strefie 1 gęstość prądu jest na tyle mała, że wywołane przez ten prąd natężenie pola elektrycznego Ej nie zmienia w sposób istotny rezystywności gruntu.

W strefie 2 zaczyna się pojawiać nieliniowość rezystywności gruntu. Wartość natężenia pola zbliża się do wartości krytycznej E_prz, a rezystywność gruntu jest mniejsza niż w strefie 1.

Strefa 3 to strefa występowania wyładowań iskrowych.

Strefa 4 to strefa występowania wyładowań łukowych.

4.4. Wyznaczanie rezystywności zastępczej gruntu

Jak to już podano, wartość p_Ez zależy od budowy gruntu, wymiarów uziomu i głębokości jego pogrążenia. Dlatego projektowanie uziomów powinno odbywać się nie na podstawie rezystywności wybranej z tablic podających przedziały wartości rezystywności różnych rodzajów gruntów mineralnych i organicznych a na podstawie zmierzonej i odpowiednio przeliczonej rezystywności zastępczej gruntu.

Jak łatwo zauważyć rezystywność gruntów podawana w tablicach (patrz tablica 4.1 i 4.2) może zawierać się w bardzo szerokich granicach i wybór jednej wartości z tego zakresu może prowadzić do znacznych błędów w obliczaniu parametrów elektrycznych uziomu, Np. rezystywność piasków może się zawierać w granicach od 200 Qm do 2500 Om a więc można popełnić błąd wynoszący kilkaset procent.

Dla uzyskania niezbędnych danych do projektowania uziomów, stosuje się pomiar rezystywności gruntu w układzie czteroelektrodowym Wennera. Jest to jedna z odmian układu czteroelektrodowego. Charakteryzuje się tym, że elektro-

24

Podręcznik

<s>

A

M

N

B

Rys. 4.9. Zasada pomiaru rezystywności gruntu w układzie czteroelektrodowym

Wennera.

dy pomiarowe są umieszczone w równych odległościach „a” w linii prostej. Układ taki przedstawiono na rysunku 4.9.

Elektrody pomiarowe A i B są elektrodami prądowymi umożliwiającymi stworzenie obwodu prądowego z udziałem gruntu. Elektrody M i N są elektrodami napięciowymi umożliwiającymi ocenę napięcia jakie pojawia się przy przepływie prądu pomiarowego w miejscach umieszczenia elektrod napięciowych.

Przy przepływie prądu pomiarowego wokół elektrod prądowych występują pola elektryczne. Potencjały każdej z elektrod napięciowych są wynikiem pojawienia się na nich potencjałów pól elektrod A i B.

CpM ⁼ tpMA " (pMB    (4.1)

<PN = CpNA - (pNB    (4.2)

Umn = 9m ^- <Pn    (4.3)

Można łatwo udowodnić, że przy założeniu iż elektrody są półkulami

(cp =    ; x-odległość od elektrody)

2tzx

oraz oznaczając odległości między poszczególnymi elektrodami r_AM, r_AN, r_BM, r_BN, napięcie U_MN wynosi:

(4.4)

Ponieważ w układzie Wennera r_AM - r_BM = a i r_AN = r_BN = 2a uzyskuje się:

Tak więc:

p = 27ta_^N.

l.n

AB

(4.6)

25

Zeszyt 12