一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法

本发明属于对浆液在液体中的运动进行标定，尤其是涉及一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法。

背景技术：

1、地质地貌条件丰富多样，各种不良工程地质条件为地下工程的正常施工和运营带来诸多棘手问题。其中，工程开挖后，地表水地下水的渗、涌、突问题颇为常见，且危害较大。无论涌水量大小，均直接或间接带来无法估量的灾难或损失。

2、对于地下工程岩体涌水，注浆技术是主要治理手段之一。运动的地下水环境是涌水注浆的治理的最大特点。水中条件下注浆增加了注浆成功的难度。浆液扩散规律也与非动水条件下注浆大小一样。浆液在水下的运移扩散规律及封堵机理是目前急需解决的科学问题。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提供一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，通过此方法，能够对磁性浆液在液体中的运动进行标定，可以有效的探究浆液的运移扩散规律，进而便于后续通过磁性浆液对岩体中的裂隙进行更好的封堵。

2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，包括以下步骤：

3、步骤1，材料准备：

4、准备滴管、电子秤、刻度尺、铁架台、高斯计、透明玻璃缸、强磁棒和磁性浆液原材料；

5、步骤2，配置磁性浆液：

6、按照设定的配合比表称量油性环氧树脂a液、fe3o4磁粉、环氧树脂b液、粉煤灰及外加剂；

7、步骤3，滴管吸取磁性浆液：

8、先用手指捏紧滴管的橡胶乳头，赶出滴管中的空气，然后再把滴管伸入装有磁性浆液的容器中吸取，吸取完成后并用电子秤称取滴管和磁性浆液总质量为m1；

9、步骤4，磁棒安装于铁架台：

10、将强磁棒水平的固定在铁架台的十字夹上；

11、步骤5，磁性浆液滴入液体中：

12、将滴管垂直悬空于装有液体的透明玻璃缸的上方，用拇指与食指捏橡胶乳头，磁性浆液滴入液体中形成磁性液滴，然后再次使用电子秤称取滴管质量为m2，此时滴入液体中的磁性浆液质量为m＝m1-m2；

13、步骤6，计算磁场力fm：

14、竖直方向中磁场力fm大小公式为：

15、

16、式中，μ为磁导率，为常数；m为磁化强度，为磁场强度梯度；磁场强度梯度需要通过用高斯计测取离强磁棒不同距离处的磁场强度值画出磁场强度曲线并拟合得出；

17、步骤7，计算液滴发生运动的临界距离x1：

18、通过调节铁架台上卡扣的松紧，来逐渐的减小强磁棒与液体中磁性液滴的距离，当玻璃缸中磁性液滴受到的重力等于其所受到的磁场力时，磁性液滴即将发生运动；

19、其距离x1的计算公式为：

20、

21、式中：g为重力加速度；

22、步骤8，计算液滴的加速度：

23、使强磁棒逐渐的靠近液体中的磁性液滴，当强磁棒与磁性液滴之间的距离小于临界距离x1时，磁性液滴在液体中发生向上的加速运动，不同距离处的加速度为a，其计算公式为：

24、

25、式中：a为加速度。

26、所述油性环氧树脂a液采用油性环氧树脂乳液，具有憎水性，抗分散能力，进而保证磁性液滴在水中不易分散。

27、所述环氧树脂b液为固化剂。

28、所述磁性浆液的配制比为，油性环氧树脂a液：fe3o4磁粉：环氧树脂b液：粉煤灰＝0.9:0.8:0.015:1。

29、磁性浆液滴入液体中时，应使得滴管垂直悬空于玻璃缸容器的上方，不要使滴管跟玻璃缸容器内壁接触，也不要使滴管倾斜或者伸入玻璃缸容器中。

30、通过实验，测试得到磁性液滴在水中发生运动的临界距离，再利用计算磁场力fm的公式，对液体中滴入的磁性液滴质量m进行标定：

31、

32、本发明有如下有益效果：

33、1、本发明能够对各种不同磁性浆液都能进行标定，包括不同颗粒大小，不同磁场强度。

34、2、本发明标定方法比较简单，成本比较低廉，而其它测定方法需要大量测算，此方法只需反复做简单实验，就能得出结果。

35、3、本发明标定方法计算得出的结果比较精确。

36、4、本发明除了在实验过程中的从上往下吸，还可以从左往右吸，不需要在空气中，就能瞬间完成。

37、5、本发明方法还能测磁性液滴在另外一种液体中考虑粘聚力以后它的运动速度，进入磁场以后它的加速效应，不但能测出来它本身受力的条件，还能测出来浆液向磁场方向汇聚的加速过程。

技术特征：

1.一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，所述油性环氧树脂a液采用油性环氧树脂乳液，具有憎水性，抗分散能力，进而保证磁性液滴(1)在水中不易分散。

3.根据权利要求1所述一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，所述环氧树脂b液为固化剂。

4.根据权利要求3所述一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，所述磁性浆液的配制比为，油性环氧树脂a液：fe3o4磁粉：环氧树脂b液：粉煤灰＝0.9:0.8:0.015:1。

5.根据权利要求1所述一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，磁性浆液滴入液体中时，应使得滴管垂直悬空于玻璃缸容器(4)的上方，不要使滴管跟玻璃缸容器(4)内壁接触，也不要使滴管倾斜或者伸入玻璃缸容器(4)中。

6.根据权利要求1所述一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，其特征在于，通过实验，测试得到磁性液滴(1)在水中发生运动的临界距离，再利用计算磁场力fm的公式，对液体中滴入的磁性液滴(1)质量m进行标定：

技术总结
本发明提供了一种对磁性浆液在液体中运动进行标定的方法，使试验过程经济、方便、快捷，属于标定浆液在液体中运动的试验技术领域。通过建立距磁棒不同距离处的磁场强度梯度，来得出竖直方向的磁场力公式，进而可以与磁性浆液在液体中的运动联系起来。本发明方法简单，操作方便，本发明的有益效果是可以对磁性浆液在液体中开始运动的临界距离和不同距离处的加速度进行准确的标定，使用这种特殊方法，在试验室或者施工现场，可以快速测定磁性浆液在磁棒产生磁场作用下发生运动的距离，进而通过公式计算出液体中磁性浆液的质量，不仅可以大大减少试验设备费用，而且方便快捷，容易推广使用。

技术研发人员：刘杰,刘帅,秦士福,黎罡,汪明远,蔡显灿
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16