用四級(jí)法測(cè)量土壤電阻率測(cè)試儀時(shí)，其接線如圖1-1所示。
由外側(cè)電極C1、C2通入電流I，若電極的埋深為h，電極間的距離為ah，則C1、C2電極使P1、P2上出現(xiàn)的電壓分別為：
U2＝ρI／2π[1／α－1／2α]
U'2＝ρI／2π[1／2α－1／α]
而兩極間的電位差為：
U2－U'2＝ρh／2πα
因此ρ＝[2πα(U2－U'2)]／I＝2πα(U／I)＝2παRg (1-1)
式中 ρ——土壤電阻率，Ω·m;
a——電極間的距離，m;
U——P1、P2點(diǎn)的實(shí)測(cè)電壓，V；
Rg——實(shí)測(cè)土壤電阻，Ω。
由式(1-1)可知，當(dāng)a己知時(shí)，測(cè)量P1、P2兩極間的電壓和流過(guò)的電流，即可算出土壤的電阻率。
四極法測(cè)得的土壤電阻率，與電極間的距離a有關(guān)，當(dāng)a不大時(shí)所測(cè)得的電阻率，僅為大地表層的電阻率，其反映的深度隨a的增大而增加。一般測(cè)得的ρ值是反映0.75a深處的數(shù)值。
具有四個(gè)端頭的土壤電阻率測(cè)試儀，均可用于四極法測(cè)量土壤的電阻率。
用四極法測(cè)量土壤電阻率時(shí)，電極可用四根直徑2cm左右，長(zhǎng)0.5～1.0m的圓鋼或鋼管作電極，考慮到接地裝置的實(shí)際散流效應(yīng)，極間距離可選取20m左右，埋深應(yīng)小于極間距離的1/20。測(cè)量變電所的ρ值時(shí)，應(yīng)取3～4點(diǎn)以上測(cè)量數(shù)的平均值作為測(cè)量值。
用以上方法測(cè)出的土壤電阻率，不一定是一年中的最大值，所以應(yīng)按下式進(jìn)行校正。
ρmax＝ψρ
式中 ρmax——土壤最大電阻率，Ω·m;
ρ——實(shí)測(cè)土壤電阻率，Ω·m;
ψ——考慮到土壤干燥的季節(jié)系數(shù)，其值如表1-1所示，測(cè)量時(shí)如大地比較干燥，則取表中的較小值，比潮濕時(shí)，則取較大值：
表1-1 季節(jié)系數(shù)的選取范圍表
| 埋深/m |
水平接地體 |
長(zhǎng)2-3m垂直接地體 |
埋深/m |
水平接地體 |
長(zhǎng)2-3m垂直接地體 |
| 0.5 |
1.4～1.8 |
1.2～1.4 |
2.5～3.0 |
1.0～1.1 |
1.0～1.1 |
| 0.8～1 |
1.25～1.45 |
1.15～1.3 |
- |
- |
- |
注：測(cè)量時(shí)，如果土壤比較干燥，計(jì)算時(shí)采用表中較小的ψ值；土壤比較潮濕，則采用較大ψ值。
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