[發明專利]一種基于土三軸儀的非飽和土氣體滲透率測量方法

有效

• 申請號: 201310733764.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103913407A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司 65107
• 代理人: 歐詠

技術領域

本發明涉及巖土材料氣體滲透率的測試，尤其用于巖土材料氣體滲透率實驗室測試效果極佳。

背景技術

巖土材料一般為多孔介質，滲透性是其基本性質之一。目前巖土材料滲透率測量根據選取的滲透介質來區分，可分為液體、氣體兩類，對應的測試方法分別為水壓、氣壓測試法。采用液體作為滲透介質，由于液體粘性遠大于氣體，對同一測量對象測量所需壓力較大，達MPa量級，較高的孔隙壓力會改變材料的微觀孔隙結構。以液體作為滲透介質容易與測量試樣發生物理化學作用，特別是親水介質，例如膨潤土。而以氣體作為滲透介質，一般采用正壓測量原理，為保證試樣環向側面的密封性，要求施加圍壓大于測量使用正壓值，至少需要達到0.1-0.2MPa，而非飽和土的抗壓強度一般不超過1MPa量級，較大的圍壓會改變測量試樣的初始孔隙結構，造成較大的試驗誤差。

本發明基于土三軸儀的非飽和土氣體滲透率測量方法，以三軸儀為基礎附加氣體壓力和質量流量測量裝置，能夠實現非飽和土氣體滲透率測量；該測量方法根據抽氣原理，施加較小圍壓就能夠實現試樣環向側面密封，減小了圍壓對試樣孔隙結構的影響；本方法以三軸儀為基礎，不僅能夠實現氣體滲透率的測量，還能研究三軸實驗條件下非飽和土孔隙結構的變化規律,實現三軸實驗條件下應力、應變和氣體滲透率同步測量;本裝置以土三軸儀為基礎，附加氣體滲透率測試系統，簡單有效。

發明內容

本發明的目的在于：本方法提供的基于土三軸儀的非飽和土氣體滲透率測量方法，在三軸儀為基礎附加氣體壓力和質量流量測量裝置下得以實現。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于土三軸儀的非飽和土氣體滲透率測量方法，分步實施:

1)將戴密封橡膠套的試樣21固定在三軸室20內的底座22上，在戴密封橡膠套的試樣21的上、下頂分別布設高滲透性透水石(18);

2)在上頂的高滲透性透水石18的頂部設置加載墊塊19、加載軸(17)，其中加載軸17和三軸室20安裝在三軸儀上;

3)打開進水閥1向三軸室注水，直至加滿關閉進水閥1，施加30-50kPa的圍壓;

4)預熱氣體質量流量控制器9或10,時間20min，并調試數據采集系統16;

5)打開真空泵13，調節閥門11至最大值，并設置氣體質量流量控制器量程9或10，緩慢調節閥門8或7，進行測量，使流量達到流量計量程的0.2%；

6)緩慢打開閥門4進行測量，等待流量計和壓力測量數據同時穩定后，記錄數據;

7)依次關閉閥門4、8或7和11后，關閉真空泵,然后打開閥門12，等待端部壓力與大氣壓平衡后，再關閉閥門12;

8)利用公式（1）計算氣體滲透率

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