[發明專利]凍融損傷梯度與各向異性測量方法

有效

• 申請號: 201510411595.4
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN104977321B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 孫翰卿;趙曉東;楊鵬;王游懸
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 周中民

技術領域

本發明涉及一種可測量凍融土體內部損傷的方法，特別是一種凍融損傷梯度與各向異性測量方法。

背景技術

凍融可以改變土體內部孔隙大小和無序程度，從而造成宏觀內摩擦角和粘聚力的改變。以土體孔隙變化為表征參量的凍融土體內部損傷測量主要有兩類：直接觀測和非接觸式觀測。直接觀測法，如電鏡掃描，數字圖像等；非接觸式觀測法如X射線計算機斷層成像(CT)和核磁共振成像(NMR)。直接觀測法中不可避免的存在對樣品的擾動，使得測試結果容易失真。而現有非接觸式觀測方法，測試成本高，測量效率低。

發明內容

發明目的：本發明旨在提供一種簡單、快捷、經濟，并且可以實現凍融土體內部損傷梯度和各向異性測量的方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：一種凍融損傷梯度與各向異性測量方法，在方形凍融土樣與凍融方向平行的4個面上沿凍融方向以固定間距排布多個條形電極，條形電極的長度等于凍土土樣邊長，且條形電極長度方向與凍融方向垂直，在方形凍融土樣與凍融方向垂直的2個面上布置平板電極，平板電極尺寸與方形凍融土樣各面尺寸相匹配，在條形電極和平板電極與方形凍融土樣接觸處均涂抹導電銀膠，在條形電極和平板電極未與方形凍融土樣接觸的表面粘附硅橡膠薄膜，硅橡膠薄膜外側包裹金屬模具，每個條形電極和平板電極均連接一根絕緣導線；通過測量條形電極間的電阻率分布獲得方形凍融土樣的凍融損傷梯度，通過測量條形電極間的電阻率均值以及平板電極間的電阻率獲得方形凍融土樣的凍融損傷各向異性。

進一步的，所述硅橡膠薄膜為兩層，在兩層硅橡膠薄膜之間設置空氣夾層。

進一步的，所述硅橡膠薄膜尺寸與方形凍融土樣各面尺寸相匹配。

進一步的，所述金屬模具內腔尺寸與方形凍融土樣外形尺寸相匹配。

有益效果：(1)該方法可以實現凍融原狀土進行損傷梯度與各向異性測量，也可以實現室內控制凍融條件下重塑土凍融損傷梯度與各向異性測量；(2)凍融土樣在凍融過程中電阻率與土樣內部損傷有較好的同步性，利用測量電阻率可以實現凍融過程中土樣的凍融損傷梯度與各向異性測量。

附圖說明

圖1為本發明測量方法的工藝布置圖；

圖中：1、方形凍融土樣；2、金屬模具；3、條形電極；4、平板電極；5、導電銀膠；6、絕緣導線；7、硅橡膠薄膜；8、空氣夾層。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。

如圖1所述，本發明凍融損傷梯度與各向異性測量方法：在方形凍融土樣1與凍融方向平行的4個面上沿凍融方向以固定間距排布5個條形電極3，條形電極長度等于凍融土樣邊長，且條形電極3長度方向與凍融方向垂直，在方形凍融土樣1與凍融方向垂直的2個面上布置平板電極4，平板電極4尺寸與方形凍融土樣1各面尺寸相匹配，在條形電極3和平板電極4與方形凍融土樣1接觸處均涂抹導電銀膠5，在條形電極3和平板電極4未與凍融土樣1接觸的表面粘附硅橡膠薄膜7，所述硅橡膠薄膜6尺寸與方形凍融土樣1各面尺寸相匹配。本實施例中，所述硅橡膠薄膜7為兩層，在兩層硅橡膠薄膜7之間設置空氣夾層8，通過兩層硅橡膠薄膜7和空氣夾層8起絕緣保溫作用。硅橡膠薄膜7外側包裹金屬模具2，金屬模具2內腔尺寸與凍融土樣1外形尺寸相匹配。每個條形電極3和平板電極4均連接一根0.2mm的絕緣導線6。通過測量條形電極3間的電阻率分布獲得方形凍融土樣1的凍融損傷梯度；通過測量條形電極3間的電阻率均值以及平板電極4間的電阻率獲得方形凍融土樣1的凍融損傷各向異性。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。