一种测试饱和土样含水率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及岩±实验技术领域，具体设及一种测试饱和±样含水率的方法。
【背景技术】
[0002] 在岩±工程实验过程中，测量±样的含饱和水率显得极其重要，它是后续实验的 基础。饱和±指的是孔隙内被水充满的±，运类±的含水量较高，采用传统的烘干法比较费 时，且内部的水分不易烘干。饱和±与非饱和±的差别在含水率上，含水率运一指标反应的 是±样的干湿程度，通常需测其水的重量和干±的重量。
[0003] 含水率是±样的一个重要指标，直接影响±的抗剪强度和压实度，能够准确又简 便测量±的含水率对工程有着重要意义。目前常用的测量方法有烘干法和酒精燃烧法。烘 干法需要时间太长，尤其是当±样含水量达到饱和，效率比较低，当±样较大时，±体内部 不易烘干，对于现场快速的要求不能满足。酒精燃烧法同样也是需时较长，且酒精燃烧会产 生水分而被±样吸收，使得测量结果不准确。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是：一种可W快速测量饱和±含水 率的测试方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种测试饱和±样含水率的方法，包 括如下步骤： 51 :制备±样，称取±样，±样的质量为M; 52 :测量电路 S2a:将±样制成与导电试样室尺寸相同的形状，将该±样放入导电试样室内，然后将 导电试样室的两端加盖密封； S化：加盖密封后的导电试样室、电源和可调电阻器形成的闭合回路即测量电路，该测 量电路还包括串联在闭合回路中的电流表和并联在导电试样室两端的电压表； 53 :测量： S3a:调节可调电阻器，可调电阻器的阻值每调节一次，记录一次电压表和电流表的读 数，记录的数据拟合成形如：
其中，來表示±样中孔隙水的电阻值，U表示导电试样室两端的电压，I表示流经导电试 样室的电流； S3b:计算±样中孔隙水的等效截面积，±样中孔隙水的电阻值
其中，C表示±样中孔隙水的电导率，S表示±样中孔隙水的等效截面积，L表示导电试 样室的长度； S3C:计算±样中孔隙水的体积 CN105116016A 坑明巧 2/3 页 S3d:计算±样中孔隙水的质量
S3e:利用±样的质量M和测得水的质量m可计算出饱和±样的含水率，
[0006] 相对于现有技术，本发明具有如下优点： 本发明基于饱和±中水是连通的，两端通电会有电流通过的电学原理，结合水的导电 率到水的体积和质量，可快速、方便的测量饱和±的含水率，操作简单。避免了传统的多次 称量、烘干等繁琐操作，可操作性较强，可大大降低成本。
【附图说明】
[0007] 图1-本发明检测电路的原理图。
[0008] 图2为本发明中一种导电试样室的立体图。
[0009] 图3为图2中导电试样室的横断面图。
【具体实施方式】
[0010] 下面对本发明作进一步详细说明。
[0011] 参见图1，一种测试饱和±样含水率的方法，包括如下步骤： S1 :制备±样，称取±样，±样的质量为M，饱和±样放入导电试样室前先称其重量，记 录下天然状态下±样的质量，该质量包括±样中的干±质量和±样中的所含水分的质量。 [001引S2:测量电路 S2a:将±样制成与导电试样室尺寸相同的形状，将该±样放入导电试样室内，然后将 导电试样室的两端加盖密封；导电试样室可W采用导电性能好的铜管，外形呈圆柱形，圆柱 形试样室底面圆直径4 =75mm，长为120mm，为确保±样完全充满试样室，制作±样的尺寸 要与试样室尺寸一致，从而能将其与导电试样室密实贴合，保证良好的导电性能。
[001引S2b:加盖密封后的导电试样室、电源和可调电阻器形成的闭合回路即测量电路， 该测量电路还包括串联在闭合回路中的电流表和并联在导电试样室两端的电压表；电流表 和电压表分别用于测量通过±样的电流和电压。导电试样室的电阻非常小忽略不记。可调 电阻器有两个作用：一是在电路接通的时候有保护电路的作用，使得通过电压表和电流表 的电压和点流不至于太大，避免损坏仪器，其二是通过调节电阻器，通过±样的电压和电流 随之发生改变，可测量多组不同的值。记录测量的每组电压和电流值，用所测得的数据拟合 成一条直线，直线的斜率代表了 ±中孔隙水的电阻。
[0014]S3 :测量： S3a:调节可调电阻器，可调电阻器的阻值每调节一次，记录一次电压表和电流表的读 数，记录的数据拟合成形如=M;避免一次测量出现偶然误差； 其中，表示±样中孔隙水的电阻值，U表示导电试样室两端的电压，I表示流经导电试 样室的电流； S3b:计算±样中孔隙水的等效截面积，±样中孔隙水的电阻值
其中，C表示±样中孔隙水的电导率，S表示±样中孔隙水的等效截面积，L表示导电试 样室的长度；C的取值通常取为100掉不同地区离子浓度不同取值也不同，根据 需按当地±中水的特性，适当选取水的导电率。
[001引S3c:计算±样中孔隙水的体积拓y法； S3d:计算±样中孔隙水的质量
饱和±样中孔隙水是连通的，利用求得的孔隙水电阻值和水的导电率，求出±样中孔 隙水的等效截面积，从而计算得出孔隙水的体积和质量。
[0016] S3e:利用±样的质量M和测得水的质量m可计算出饱和±样的含水率，
[0017] 饱和±含水率相比非饱和±来说其含水量较大，由于测试方法的局限性使得测量 成本较高。本发明能针对饱和±含水率较高的特点，孔隙水构成连续介质，有较好的导电能 力，由导电性能反推出±中水的体积，进而求得含水率。避免了传统的多次称量、烘干等繁 琐操作，可操作性较强，可大大降低成本。
[001引最后说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种测试饱和土样含水率的方法，其特征在于：包括如下步骤： 51 :制备土样，称取土样，土样的质量为M; 52 :测量电路 S2a :将土样制成与导电试样室尺寸相同的形状，将该土样放入导电试样室内，然后将 导电试样室的两端加盖密封； S2b :加盖密封后的导电试样室、电源和可调电阻器形成的闭合回路即测量电路，该测 量电路还包括串联在闭合回路中的电流表和并联在导电试样室两端的电压表； 53 :测量： S3a :调节可调电阻器，可调电阻器的阻值每调节一次，记录一次电压表和电流表的读 数，记录的数据拟合成形如：= ; 其中，fc表示土样中孔隙水的电阻值，U表示导电试样室两端的电压，I表示流经导电试 样室的电流； S3b :计算土样中孔隙水的等效截面积，土样中孔隙水的电阻其中，C表示土样中孔隙水的电导率，S表示土样中孔隙水的等效截面积，L表示导电试 样室的长度； S3c:计算土样中孔隙水的体积; S3d:计算土样中孔隙水的质量= ; S3e :利用土样的质量M和测得水的质量m可计算出饱和土样的含水率，
【专利摘要】本发明涉及一种测试饱和土样含水率的方法，主要包括如下步骤，首先称取土样，然后将土样封装在与导电试样室内，再将导电试样室连接入电路，通过电流表和电压表分别为检测流经导电试样室的电流和其两端的电压，然后计算土样中孔隙水的电阻值、体积和质量，最后根据？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？计算出饱和土样的含水率。该方法基于饱和土中水是连通的，两端通电会有电流通过的电学原理，结合水的导电率到水的体积和质量，可快速、方便的测量饱和土的含水率，操作简单。避免了传统的多次称量、烘干等繁琐操作，可操作性较强，可大大降低成本。
【IPC分类】G01N27/00
【公开号】CN105116016
【申请号】CN201510530621
【发明人】赵瑜, 陈海林, 何力, 陈宇超, 何鹏飞
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月26日