一种利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种配制透明土的操作方法，特别涉及一种利用蔗糖溶液和透明颗粒配制透明土的操作方法。
【背景技术】
[0002]透明土是由透明的固体颗粒和折射率相匹配的孔隙溶液组成，它主要用于岩土工程物理模拟试验中，如图9所示。
[0003]从图9可以看出，配制透明土所用的固体颗粒类似于天然砂土，所用的孔隙溶液以混合的工业油体为主。由于油体的密度和粘滞性较小，因此可将固体颗粒直接撒在油体上即可配制透明土，操作较简单，且所配置的透明土的内摩擦角与天然砂土相一致，但是其粘聚力为零，故无法模拟天然粘性土的物理特性。为提高透明土的粘聚性，常把固体颗粒磨细，到达天然粘性颗粒的粒径大小，但是，颗粒越细小，所配置的透明土的透明性约差，以至于无法正常使用，为此，需要寻找一种可具备粘聚力的透明土来为岩土模型试验服务，由于蔗糖溶液具备一定粘聚特性，且当蔗糖溶液的浓度达到一定值时，其折射率与固体颗粒的折射率相同，故可将蔗糖溶液作为一种孔隙溶液来配制透明土，然而，由于蔗糖溶液的粘滞性较高，直接在蔗糖溶液液面上撒入透明颗粒时，颗粒无法正常下沉，故传统的配制透明土的方法是行不通的。
[0004]因此，目前亟需寻求一种能够在蔗糖溶液中顺利配制透明土的操作方法显得十分重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是克服上述缺陷，提供一种利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法。
[0006]—种利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、将同体积的折射率与透明颗粒相配的蔗糖溶液倒入模型槽中；
[0008]步骤二、再将相同体积的透明油体上述的模型槽中，油体漂浮在蔗糖溶液上；
[0009]步骤三、在上述的模型槽中逐步以每分钟不超过60克的速率撒入透明颗粒，透明颗粒穿过油体沉至蔗糖溶液液面上；
[0010]步骤四、继续缓慢撒入透明颗粒，逐步积累在蔗糖溶液液面上，当蔗糖溶液液面上的透明颗粒累积到一定程度后，整体下沉至蔗糖溶液底部；
[0011]步骤五、重复步骤三到步骤四，在蔗糖溶液中的累积的透明颗粒的高度接近蔗糖溶液的顶面后，停止撒入透明土颗粒，并将模型槽内的油体吸走，完成透明土的制配。
[0012]作为优选，步骤一中:蔗糖溶液是无色透明的，其密度小于透明颗粒的密度，大于透明油体的密度。
[0013]作为优选，步骤二中:油体是无色透明的，且与蔗糖溶液不相容。
[0014]作为优选，上述步骤中:油体、透明颗粒和蔗糖溶液三者中的任何两者都不发生化学或物理反应。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明所提供的透明土中的孔隙溶液采用的是蔗糖溶液，故所配置的透明土具有一定的粘聚力，克服了传统透明土无粘性的缺陷，可用于模拟粘性土。
[0017]本发明所用的蔗糖溶液是无挥发的和无燃烧性的，克服了传统透明土中油性孔隙溶液易挥性和易燃烧性，从根本上保证了透明土的安全性。
[0018]本发明所提供的透明土是完全饱和的，且外界气体不易侵入，克服了传统透明土非完全饱和性和气体侵入引起的透明土透明性衰减的缺陷。
[0019]本发明所提供的透明土的相对密度是保持不变的，克服了传统透明土相对密度随放置时间增加而逐步增大的缺陷，保证了透明土的物理品质。
【附图说明】
[0020]图1是利用蔗糖溶液配制透明土的操作流程图；
[0021]图2是模型槽内倒入蔗糖溶液与油体的示意图；
[0022]图3是向盛有蔗糖溶液与油体的模型槽内撒入透明颗粒示意图；
[0023]图4是透明颗粒在蔗糖溶液液面上的累积示意图；
[0024]图5是透明颗粒整体下沉到蔗糖溶液底的示意图；
[0025]图6是透明颗粒继续在鹿糖溶液液面上的累积示意图；
[0026]图7是透明颗粒在鹿糖溶液底累积的不意图；
[0027]图8是吸走油体完成透明土配制的示意图。
[0028]图9是现有技术的固体颗粒和孔隙溶液示意图。
[0029]附图标记说明:1_模型槽；2_油体；3_蔗糖溶液；4_透明颗粒；5_在蔗糖溶液液面上累积的透明颗粒；6_在蔗糖溶液底累积的透明颗粒。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。
[0031]参照图1所示的利用蔗糖溶液配制透明土的操作流程，制作长20cm、宽20cm、高50cm、壁厚Icm的模型槽1，然后向模型槽I中倒入浓度为75%的蔗糖溶液3，蔗糖溶液3的密度为1.5g/cm3，倒入的蔗糖溶液3在模型槽I中的高度达到15cm即可，之后在倒入密度为0.9g/cm3的透明油体2，油体2在模型槽I中的高度达到12cm即可，如图2所示。
[0032]参照图3所示，将折射率为1.623、密度为2g/cm3的透明颗粒4缓慢均匀地撒入在向盛有蔗糖溶液3与油体2的模型槽I内，透明颗粒4穿过油体2逐渐达到蔗糖溶液3液面上，形成图4所示的在蔗糖溶液液面上累积的透明颗粒5，当在蔗糖溶液液面上累积的透明颗粒5达到一定量后，整体下沉到蔗糖溶液3底部，形成图5所示的在蔗糖溶液底累积的透明颗粒6。
[0033]参照图6所示，继续将透明颗粒4缓慢均匀地撒入在模型槽I内，透明颗粒4继续在蔗糖溶液3液面上累积，当累积到一定量后，再次下沉到蔗糖溶液3底部，当在蔗糖溶液底累积的透明颗粒6累积到设定的高度后，停止撒入透明颗粒4，且在蔗糖溶液底累积的透明颗粒6的累积高度不能超出蔗糖溶液3的液面，如图7所示。
[0034]参照图8所示，将模型槽I上部悬浮的油体2采用吸管吸走，完成透明土的配制。
【主权项】
1.一种利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、将同体积的折射率与透明颗粒相配的蔗糖溶液倒入模型槽中； 步骤二、再将相同体积的透明油体上述的模型槽中，油体漂浮在蔗糖溶液上； 步骤三、在上述的模型槽中逐步以每分钟不超过60克的速率撒入透明颗粒，透明颗粒穿过油体沉至蔗糖溶液液面上； 步骤四、继续缓慢撒入透明颗粒，逐步积累在蔗糖溶液液面上，当蔗糖溶液液面上的透明颗粒累积到一定程度后，整体下沉至蔗糖溶液底部； 步骤五、重复步骤三到步骤四，在蔗糖溶液中的累积的透明颗粒的高度接近蔗糖溶液的顶面后，停止撒入透明土颗粒，并将模型槽内的油体吸走，完成透明土的制配。2.根据权利要求1所述的利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，其特征在于，步骤一中:蔗糖溶液是无色透明的，其密度小于透明颗粒的密度，大于透明油体的密度。3.根据权利要求1所述的利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，其特征在于，步骤二中:油体是无色透明的，且与蔗糖溶液不相容。4.根据权利要求1所述的利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，其特征在于，上述步骤中:油体、透明颗粒和蔗糖溶液三者中的任何两者都不发生化学或物理反应。
【专利摘要】本发明涉及一种利用蔗糖溶液配制透明土的操作方法，它是将一定量的折射率与透明颗粒相配的蔗糖溶液倒入模型槽中，再将一定量的与蔗糖溶液不相容的透明油体上述的模型槽中，油体漂浮在蔗糖溶液上，在上述的模型槽中逐步缓慢撒入透明颗粒，透明颗粒穿过油体沉至蔗糖溶液液面上，继续缓慢撒入透明颗粒，逐步积累在蔗糖溶液液面上，当蔗糖溶液液面上的透明颗粒累积到一定程度后，整体下沉至蔗糖溶液底部，当蔗糖溶液内的透明颗粒量满足要求后，停止撒入透明颗粒，吸走油体，完成透明土的制配。通过该法配制的透明土具有一定的粘聚力和摩擦角，可在一定程度上模拟粘性土的特性。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105136533
【申请号】CN201510442550
【发明人】齐昌广, 刘干斌, 王艳, 邓岳保, 范高飞
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月24日