一、深度方法的變化
這些替代方法之一是深度變化，或三點(diǎn)法。在這里，接地電阻測量與接地棒深度的增量增加相關(guān)地重復(fù)。這種技術(shù)迫使更多的測試電流通過深層土壤，并且可以注意到每個深度的電阻率變化。驅(qū)動桿還可以確認(rèn)安裝過程中可以驅(qū)動多深。然而，一個缺點(diǎn)是桿在被驅(qū)動時可能會振動，從而減少與土壤的接觸并使真實(shí)視電阻率的轉(zhuǎn)換不太準(zhǔn)確。
深度變化法提供了有關(guān)桿附近土壤的有用信息，通常取桿長度的 5 到 10 倍。對于大面積區(qū)域，在代表性位置進(jìn)行多次測試以繪制橫向變化是有用的，這樣最終接地網(wǎng)就不會安裝在電阻率高于該區(qū)域的土壤中。
所關(guān)注的電阻被為r 1。進(jìn)行一系列三個兩點(diǎn)測量，作為被測電極與兩個輔助電極中的每一個之間的電阻，為r 2 和r 3。這三個測量結(jié)果將是r 12 = r 1 + r 2等。
測試棒的電阻可以計(jì)算為：
r 1 = [r 12 – r 23 + r 13 ] /2。
如果輔助電極的電阻明顯高于測試電極，這將大大放大測試結(jié)果的誤差。因此，電極需要相距足夠遠(yuǎn)，以最小化相互電阻。在使用的距離不足的情況下，有時可以計(jì)算出諸如零電阻和負(fù)電阻之類的荒謬情況。因此，輔助桿與試驗(yàn)桿的距離應(yīng)至少為試驗(yàn)桿深度的三倍。輔助桿應(yīng)被驅(qū)動到與測試桿相同的深度，甚至更小。這種方法可能難以應(yīng)用于大型系統(tǒng)和需要高精度的地方，因此可能其他方法。
二、四點(diǎn)法
一次使用四點(diǎn)法比較困難，主要是涉及更多的空間和更長的線索。在其粗略的形式中，該方法需要一個電流源和一個電位計(jì)或高阻抗電壓表。但是現(xiàn)代儀器在幫助操作員減少步驟和消除錯誤方面已經(jīng)變得非常復(fù)雜。一些儀器甚至在屏幕上繪制設(shè)置并執(zhí)行伴隨的數(shù)學(xué)運(yùn)算。但是，在獲取測試儀器時必須記住的一件事是它必須是四端子模型。存在三端子測試儀，用于執(zhí)行接地電阻測試。對于電阻率測試，必須使用四端子模型。
三、溫納法
迄今為止，應(yīng)用泛的四點(diǎn)法是溫納法。這在之前的文章中已經(jīng)描述過，這里只涉及到。適用的測試儀具有開爾文電橋配置。兩個外部電流端子通過土壤施加測試電流。兩個內(nèi)部電壓端子測量它們之間的電壓降，電流和電壓參數(shù)用于計(jì)算電壓探頭之間的電阻，然后顯示在顯示屏上。四個探頭等距分布。
然后使用溫納公式 2πaR(其中a是電壓探針之間的距離)來計(jì)算電阻率，通常以 Ω-cm 為單位，但如果需要，也可以使用其他長度單位。這是平均土壤電阻率的深度一。全溫納公式較為復(fù)雜，但簡化前述如果1/20的探針深度日的一個被使用。
通過系統(tǒng)地改變a，可以實(shí)現(xiàn)所謂的垂直勘探。也就是說，可以繪制不同深度電阻率的變化，有助于識別基巖等重大變化。
盡管普遍使用，溫納方法有兩個缺點(diǎn)。
1. 兩個內(nèi)部(電位)電極之間相對較大的間距會導(dǎo)致電位幅度下降。這可能看起來違反直覺，但請記住，測量電壓降所依據(jù)的測試電流向各個方向擴(kuò)散，而不是像電線那樣呈直線?，F(xiàn)代測試儀的靈敏度不斷提高，這有助于減輕這一缺點(diǎn)。
2. 第二個缺點(diǎn)是溫納法需要移動所有四個探頭才能測量不同的深度。探頭間距較大時，來回走動會變得令人望而卻步。
四、斯倫貝謝方法
使用斯倫貝謝方法，內(nèi)部(電勢)探頭放置得更近。然后僅移動外部探頭以計(jì)算不同深度的電阻率。
如果探頭的深度 ( b ) 與間距 ( c和d )相比保持較小且c大于 2 d，則可以計(jì)算電阻率：
ρ = πc( c + d ) R/d
這會產(chǎn)生近似深度 [2 c + d ]/2 的視電阻率，即從測試中心到外部電流探頭的距離。
通過使用與先前設(shè)置成 90 度的探針重復(fù)測試，可以獲得對兩種方法結(jié)果的信心。讀數(shù)應(yīng)該基本相同。這將有助于消除來自水管、巨石、電力線等的地下干擾，以免過度影響測量。
五、比較方法
深度變化法可通過以下公式計(jì)算電阻率：
ρ a =[R2πl]/[ln(4l/r)-1]
對于測試棒被驅(qū)動到的每個長度 ( l ) ，測得的電阻值R確定視電阻率值ρ a。這里，r只是被測桿的半徑，并且相對于l保持很小。將R與l作圖可以直觀地幫助確定地球電阻率與深度的關(guān)系。更深層的良好導(dǎo)電性對于有效和可靠的閃電和故障清除是優(yōu)選的，因?yàn)楸砻鎸?dǎo)電性可能不穩(wěn)定。并且如前所述，深度的變化會產(chǎn)生測試棒周圍相對較小區(qū)域的數(shù)據(jù)。收集大網(wǎng)格的數(shù)據(jù)采用四點(diǎn)法。
同樣，四點(diǎn)法的結(jié)果可以繪制為測量的視電阻率與電極間距的關(guān)系。土壤結(jié)構(gòu)可以從得到的曲線中估計(jì)出來，但現(xiàn)場工作人員已經(jīng)建立了一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)則來幫助識別層。
• 曲率的中斷或變化表示另一層。
• 下層的深度取為發(fā)生拐點(diǎn)處的電極間距的三分之二。
• 可以遵循五個公理：
1. 計(jì)算出的視電阻率始終為正。
2. 當(dāng)實(shí)際電阻率隨深度增加或減少時，視電阻率隨探頭間距增加或減少。
3. 視電阻率的變化發(fā)生在探頭間距大于實(shí)際電阻率發(fā)生相應(yīng)變化的深度處。因此，視電阻率的變化總是繪制在探頭間距的右側(cè)，對應(yīng)于實(shí)際電阻率的變化。
4. 曲線幅值始終小于或等于實(shí)際電阻率對深度曲線的幅值。
5. 在多層模型中，厚層實(shí)際電阻率的變化會導(dǎo)致視電阻率曲線的類似變化。
