一種測(cè)試飽和土樣含水率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及巖±實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種測(cè)試飽和±樣含水率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在巖±工程實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)量±樣的含飽和水率顯得極其重要，它是后續(xù)實(shí)驗(yàn)的 基礎(chǔ)。飽和±指的是孔隙內(nèi)被水充滿(mǎn)的±，運(yùn)類(lèi)±的含水量較高，采用傳統(tǒng)的烘干法比較費(fèi) 時(shí)，且內(nèi)部的水分不易烘干。飽和±與非飽和±的差別在含水率上，含水率運(yùn)一指標(biāo)反應(yīng)的 是±樣的干濕程度，通常需測(cè)其水的重量和干±的重量。
[0003] 含水率是±樣的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響±的抗剪強(qiáng)度和壓實(shí)度，能夠準(zhǔn)確又簡(jiǎn) 便測(cè)量±的含水率對(duì)工程有著重要意義。目前常用的測(cè)量方法有烘干法和酒精燃燒法。烘 干法需要時(shí)間太長(zhǎng)，尤其是當(dāng)±樣含水量達(dá)到飽和，效率比較低，當(dāng)±樣較大時(shí)，±體內(nèi)部 不易烘干，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)快速的要求不能滿(mǎn)足。酒精燃燒法同樣也是需時(shí)較長(zhǎng)，且酒精燃燒會(huì)產(chǎn) 生水分而被±樣吸收，使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是：一種可W快速測(cè)量飽和±含水 率的測(cè)試方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種測(cè)試飽和±樣含水率的方法，包 括如下步驟： 51 :制備±樣，稱(chēng)取±樣，±樣的質(zhì)量為M; 52 :測(cè)量電路 S2a:將±樣制成與導(dǎo)電試樣室尺寸相同的形狀，將該±樣放入導(dǎo)電試樣室內(nèi)，然后將 導(dǎo)電試樣室的兩端加蓋密封； S化：加蓋密封后的導(dǎo)電試樣室、電源和可調(diào)電阻器形成的閉合回路即測(cè)量電路，該測(cè) 量電路還包括串聯(lián)在閉合回路中的電流表和并聯(lián)在導(dǎo)電試樣室兩端的電壓表； 53 :測(cè)量： S3a:調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器，可調(diào)電阻器的阻值每調(diào)節(jié)一次，記錄一次電壓表和電流表的讀 數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)擬合成形如：
其中，來(lái)表示±樣中孔隙水的電阻值，U表示導(dǎo)電試樣室兩端的電壓，I表示流經(jīng)導(dǎo)電試 樣室的電流； S3b:計(jì)算±樣中孔隙水的等效截面積，±樣中孔隙水的電阻值

其中，C表示±樣中孔隙水的電導(dǎo)率，S表示±樣中孔隙水的等效截面積，L表示導(dǎo)電試 樣室的長(zhǎng)度； S3C:計(jì)算±樣中孔隙水的體積 CN105116016A 坑明巧 2/3 頁(yè) S3d:計(jì)算±樣中孔隙水的質(zhì)量
S3e:利用±樣的質(zhì)量M和測(cè)得水的質(zhì)量m可計(jì)算出飽和±樣的含水率，
[0006] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明基于飽和±中水是連通的，兩端通電會(huì)有電流通過(guò)的電學(xué)原理，結(jié)合水的導(dǎo)電 率到水的體積和質(zhì)量，可快速、方便的測(cè)量飽和±的含水率，操作簡(jiǎn)單。避免了傳統(tǒng)的多次 稱(chēng)量、烘干等繁瑣操作，可操作性較強(qiáng)，可大大降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1-本發(fā)明檢測(cè)電路的原理圖。
[0008] 圖2為本發(fā)明中一種導(dǎo)電試樣室的立體圖。
[0009] 圖3為圖2中導(dǎo)電試樣室的橫斷面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0011] 參見(jiàn)圖1，一種測(cè)試飽和±樣含水率的方法，包括如下步驟： S1 :制備±樣，稱(chēng)取±樣，±樣的質(zhì)量為M，飽和±樣放入導(dǎo)電試樣室前先稱(chēng)其重量，記 錄下天然狀態(tài)下±樣的質(zhì)量，該質(zhì)量包括±樣中的干±質(zhì)量和±樣中的所含水分的質(zhì)量。 [001引S2:測(cè)量電路 S2a:將±樣制成與導(dǎo)電試樣室尺寸相同的形狀，將該±樣放入導(dǎo)電試樣室內(nèi)，然后將 導(dǎo)電試樣室的兩端加蓋密封；導(dǎo)電試樣室可W采用導(dǎo)電性能好的銅管，外形呈圓柱形，圓柱 形試樣室底面圓直徑4 =75mm，長(zhǎng)為120mm，為確?！罉油耆錆M(mǎn)試樣室，制作±樣的尺寸 要與試樣室尺寸一致，從而能將其與導(dǎo)電試樣室密實(shí)貼合，保證良好的導(dǎo)電性能。
[001引S2b:加蓋密封后的導(dǎo)電試樣室、電源和可調(diào)電阻器形成的閉合回路即測(cè)量電路， 該測(cè)量電路還包括串聯(lián)在閉合回路中的電流表和并聯(lián)在導(dǎo)電試樣室兩端的電壓表；電流表 和電壓表分別用于測(cè)量通過(guò)±樣的電流和電壓。導(dǎo)電試樣室的電阻非常小忽略不記。可調(diào) 電阻器有兩個(gè)作用：一是在電路接通的時(shí)候有保護(hù)電路的作用，使得通過(guò)電壓表和電流表 的電壓和點(diǎn)流不至于太大，避免損壞儀器，其二是通過(guò)調(diào)節(jié)電阻器，通過(guò)±樣的電壓和電流 隨之發(fā)生改變，可測(cè)量多組不同的值。記錄測(cè)量的每組電壓和電流值，用所測(cè)得的數(shù)據(jù)擬合 成一條直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率代表了 ±中孔隙水的電阻。
[0014]S3 :測(cè)量： S3a:調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器，可調(diào)電阻器的阻值每調(diào)節(jié)一次，記錄一次電壓表和電流表的讀 數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)擬合成形如=M;避免一次測(cè)量出現(xiàn)偶然誤差； 其中，表示±樣中孔隙水的電阻值，U表示導(dǎo)電試樣室兩端的電壓，I表示流經(jīng)導(dǎo)電試 樣室的電流； S3b:計(jì)算±樣中孔隙水的等效截面積，±樣中孔隙水的電阻值
其中，C表示±樣中孔隙水的電導(dǎo)率，S表示±樣中孔隙水的等效截面積，L表示導(dǎo)電試 樣室的長(zhǎng)度；C的取值通常取為100掉不同地區(qū)離子濃度不同取值也不同，根據(jù) 需按當(dāng)?shù)亍乐兴奶匦?，適當(dāng)選取水的導(dǎo)電率。
[001引S3c:計(jì)算±樣中孔隙水的體積拓y法； S3d:計(jì)算±樣中孔隙水的質(zhì)量
飽和±樣中孔隙水是連通的，利用求得的孔隙水電阻值和水的導(dǎo)電率，求出±樣中孔 隙水的等效截面積，從而計(jì)算得出孔隙水的體積和質(zhì)量。
[0016] S3e:利用±樣的質(zhì)量M和測(cè)得水的質(zhì)量m可計(jì)算出飽和±樣的含水率，
[0017] 飽和±含水率相比非飽和±來(lái)說(shuō)其含水量較大，由于測(cè)試方法的局限性使得測(cè)量 成本較高。本發(fā)明能針對(duì)飽和±含水率較高的特點(diǎn)，孔隙水構(gòu)成連續(xù)介質(zhì)，有較好的導(dǎo)電能 力，由導(dǎo)電性能反推出±中水的體積，進(jìn)而求得含水率。避免了傳統(tǒng)的多次稱(chēng)量、烘干等繁 瑣操作，可操作性較強(qiáng)，可大大降低成本。
[001引最后說(shuō)明的是，W上實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可W對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測(cè)試飽和土樣含水率的方法，其特征在于：包括如下步驟： 51 :制備土樣，稱(chēng)取土樣，土樣的質(zhì)量為M; 52 :測(cè)量電路 S2a :將土樣制成與導(dǎo)電試樣室尺寸相同的形狀，將該土樣放入導(dǎo)電試樣室內(nèi)，然后將 導(dǎo)電試樣室的兩端加蓋密封； S2b :加蓋密封后的導(dǎo)電試樣室、電源和可調(diào)電阻器形成的閉合回路即測(cè)量電路，該測(cè) 量電路還包括串聯(lián)在閉合回路中的電流表和并聯(lián)在導(dǎo)電試樣室兩端的電壓表； 53 :測(cè)量： S3a :調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器，可調(diào)電阻器的阻值每調(diào)節(jié)一次，記錄一次電壓表和電流表的讀 數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)擬合成形如：= ; 其中，fc表示土樣中孔隙水的電阻值，U表示導(dǎo)電試樣室兩端的電壓，I表示流經(jīng)導(dǎo)電試 樣室的電流； S3b :計(jì)算土樣中孔隙水的等效截面積，土樣中孔隙水的電阻其中，C表示土樣中孔隙水的電導(dǎo)率，S表示土樣中孔隙水的等效截面積，L表示導(dǎo)電試 樣室的長(zhǎng)度； S3c:計(jì)算土樣中孔隙水的體積; S3d:計(jì)算土樣中孔隙水的質(zhì)量= ; S3e :利用土樣的質(zhì)量M和測(cè)得水的質(zhì)量m可計(jì)算出飽和土樣的含水率，
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種測(cè)試飽和土樣含水率的方法，主要包括如下步驟，首先稱(chēng)取土樣，然后將土樣封裝在與導(dǎo)電試樣室內(nèi)，再將導(dǎo)電試樣室連接入電路，通過(guò)電流表和電壓表分別為檢測(cè)流經(jīng)導(dǎo)電試樣室的電流和其兩端的電壓，然后計(jì)算土樣中孔隙水的電阻值、體積和質(zhì)量，最后根據(jù)？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？計(jì)算出飽和土樣的含水率。該方法基于飽和土中水是連通的，兩端通電會(huì)有電流通過(guò)的電學(xué)原理，結(jié)合水的導(dǎo)電率到水的體積和質(zhì)量，可快速、方便的測(cè)量飽和土的含水率，操作簡(jiǎn)單。避免了傳統(tǒng)的多次稱(chēng)量、烘干等繁瑣操作，可操作性較強(qiáng)，可大大降低成本。
【IPC分類(lèi)】G01N27/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105116016
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510530621
【發(fā)明人】趙瑜, 陳海林, 何力, 陳宇超, 何鵬飛
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日