[發(fā)明專利]一種基于亞甲藍(lán)值的細(xì)集料土水特征曲線預(yù)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610126859.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN105606793B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/42
• 分類號(hào): G01N33/42;G01N21/31
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于亞甲藍(lán)值的細(xì)集料土水特征曲線預(yù)估方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一、測(cè)細(xì)集料的亞甲藍(lán)值；

1.測(cè)試材料細(xì)集料的取樣；

2.校準(zhǔn)比色計(jì)；

(1)校準(zhǔn)比色計(jì)的吸光度和亞甲藍(lán)濃度之間的關(guān)系：

打開比色計(jì)，選擇“Abs610nm”程序；在比色計(jì)中，插入一個(gè)裝2/3容積蒸餾水的玻璃樣品池，按“零”；用移液器轉(zhuǎn)移130±1μL已知質(zhì)量濃度為0.50％的標(biāo)準(zhǔn)亞甲藍(lán)溶液至50mL塑料瓶；用蒸餾水稀釋溶液，至亞甲藍(lán)稀釋溶液凈重為45.0±0.1g；蓋上塑料瓶的蓋，輕搖稀釋溶液4-6s；使用滴管，在另一玻璃樣品池中加入2/3容積的亞甲藍(lán)稀釋溶液；擦凈玻璃樣品池；將亞甲藍(lán)稀釋溶液的樣品池插入比色計(jì)，測(cè)量吸光度值；轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃樣品池四分之一周，再測(cè)量；重復(fù)這一過程，直到完成四個(gè)測(cè)量；計(jì)算四個(gè)值的平均值，并記錄為A_std，精確到0.01A，A_std為稀釋后的已知質(zhì)量濃度為0.5％的標(biāo)準(zhǔn)亞甲藍(lán)溶液吸光度值；

(2)確定試驗(yàn)使用亞甲藍(lán)溶液的初始濃度：

在測(cè)試細(xì)集料之前，確定試驗(yàn)使用的亞甲藍(lán)溶液的初始濃度；在比色計(jì)中，插入裝2/3容積蒸餾水的玻璃樣品池，按“零”；使用移液器轉(zhuǎn)移130±1μL需要配制成質(zhì)量濃度為0.50％的亞甲藍(lán)溶液至50mL塑料瓶；用蒸餾水稀釋溶液，至亞甲藍(lán)稀釋溶液凈重45.0±0.1g；蓋上塑料瓶的蓋，輕搖稀釋溶液4-6s；按上述步驟(1)中的過程獲得稀釋溶液的四個(gè)吸光度值，計(jì)算四個(gè)值的平均值，記錄為A_i；A_i為試驗(yàn)實(shí)際使用亞甲藍(lán)溶液吸光度值；

利用式(6)確定實(shí)際試驗(yàn)使用的亞甲藍(lán)溶液的初始濃度C_i；

Ci=(0.5%)×AiAstd---(6)]]>

(3)重復(fù)兩次步驟(2)，計(jì)算三個(gè)C_i值的平均值并精確到0.01％，得到亞甲藍(lán)試驗(yàn)溶液平均初始濃度；

(4)調(diào)整亞甲藍(lán)溶液的初始濃度：

如果實(shí)際試驗(yàn)使用的亞甲藍(lán)溶液的初始濃度C_i低于0.48％，丟棄該亞甲藍(lán)溶液，準(zhǔn)備新的亞甲藍(lán)試驗(yàn)溶液；如果實(shí)際試驗(yàn)使用的亞甲藍(lán)溶液的初始濃度C_i大于0.50％，加入蒸餾水調(diào)整亞甲藍(lán)試驗(yàn)溶液的質(zhì)量濃度為0.50％；

3.測(cè)試；

(1)試樣：稱20.0±0.1g干燥的細(xì)集料，記錄實(shí)際細(xì)集料的質(zhì)量；稱50mL帶蓋塑料瓶的皮重，稱30.0±0.1g質(zhì)量濃度為0.50％亞甲藍(lán)溶液直接倒入塑料瓶，并記錄稱得亞甲藍(lán)溶液的實(shí)際質(zhì)量；稱好的細(xì)集料加入到亞甲藍(lán)溶液中，確保所有的細(xì)粒都倒入亞甲藍(lán)溶液中；

(2)混合：蓋上塑料瓶，搖混合物60±1s，休息180±5s；再次搖混合物60±1s，完成混合過程；

(3)過濾：打開3mL注射器的活塞，裝上0.2μm注射器過濾器；用滴管吸取2mL的混合物添加到注射器中，活塞塞回；推動(dòng)活塞，直到0.5～1mL的過濾溶液收集到一個(gè)新的1mL塑料瓶中；

(4)稀釋：使用移液器轉(zhuǎn)移130±1μL過濾溶液到一個(gè)新的50mL塑料瓶；用蒸餾水稀釋過濾溶液，至過濾溶液凈重45.0±0.1g；蓋上50mL塑料瓶的瓶蓋，輕搖稀釋溶液4-6s，用滴管加稀釋溶液至玻璃樣品池容積的2/3；

(5)比色計(jì)零位調(diào)整：比色計(jì)中，插入裝2/3容積蒸餾水的玻璃樣品池，按“零”；

(6)吸光度測(cè)量：取出裝蒸餾水的玻璃樣品池，插入裝稀釋溶液的玻璃樣品池；測(cè)量吸光度，記錄吸光度值，精確到0.01A；轉(zhuǎn)動(dòng)樣品池四分之一周，再測(cè)量；重復(fù)四次，計(jì)算四個(gè)值的平均值，記為A_f；

(7)計(jì)算過濾后亞甲藍(lán)溶液濃度C_f；

利用式(7)計(jì)算過濾后亞甲藍(lán)溶液濃度C_f，精確到0.01％；

Cf=(0.50%)×AfAstd---(7)]]>

C_f為式(7)中確定的過濾后亞甲藍(lán)溶液的濃度；

(8)重復(fù)測(cè)試：再用兩個(gè)樣本重復(fù)以上步驟3中的步驟(1)至步驟(7)；

4.亞甲藍(lán)值的計(jì)算；

(1)通過式(8)確定亞甲藍(lán)值：

MBV=(Ci-Cf)(MMB)MFM×1000mg/g=(100Ci-100cf)(MMB)MFM×10mg/g---(8)]]>

M_MB為本次測(cè)試中使用的亞甲藍(lán)溶液的實(shí)際質(zhì)量；

M_FM為本次測(cè)試中使用的細(xì)集料的實(shí)際質(zhì)量；

(2)計(jì)算亞甲藍(lán)值，取式(8)得到的三個(gè)值的平均值；

(3)當(dāng)使用20.0±0.1g的細(xì)集料，若得到亞甲藍(lán)值小于7.5mg/g，即得到所測(cè)細(xì)集料的亞甲藍(lán)值；若得到亞甲藍(lán)值大于或等于7.5mg/g，記錄：亞甲藍(lán)值大于7.5mg/g；

試樣減半，取10.0±0.1g的細(xì)集料，稱50mL帶蓋塑料瓶的皮重，稱30.0±0.1g質(zhì)量濃度為0.50％的亞甲藍(lán)溶液直接倒入塑料瓶，并記錄稱得溶液的實(shí)際質(zhì)量；稱好的試樣加到亞甲藍(lán)溶液中，確保所有的細(xì)粒都倒入溶液中；再重復(fù)步驟3中的(2)～(7)，按式(8)計(jì)算亞甲藍(lán)值，若得到亞甲藍(lán)值小于15mg/g，即得到所測(cè)細(xì)集料的亞甲藍(lán)值；若亞甲藍(lán)值大于或等于15mg/g，記錄：亞甲藍(lán)值為超過15mg/g；

再試樣減半，取5.0±0.1g的細(xì)集料，稱50mL帶蓋塑料瓶的皮重，稱30.0±0.1g質(zhì)量濃度為0.50％的亞甲藍(lán)溶液直接倒入塑料瓶，并記錄稱得溶液的實(shí)際質(zhì)量；稱好的試樣加到亞甲藍(lán)溶液中，確保所有的細(xì)粒都倒入溶液中；重復(fù)步驟3中的(2)～(7)，按式(8)計(jì)算亞甲藍(lán)值，若得到亞甲藍(lán)值小于30mg/g，即得到所測(cè)細(xì)集料的亞甲藍(lán)值；若亞甲藍(lán)值大于或等于30mg/g，記錄：亞甲藍(lán)值為超過30mg/g；

步驟二、將基于比色計(jì)測(cè)得的細(xì)集料亞甲藍(lán)值分別代入公式(1)-(4)，得到細(xì)集料的a_f、b_f、c_f和h_r四個(gè)參數(shù)；

a_f＝3.4994MBV^0.0002(1)

b_f＝2.0044MBV^-0.003(2)

c_f＝0.4956MBV^-0.415(3)

hr＝20.00MBV^9.5E-06(4)

其中，MBV為亞甲藍(lán)值；h_r為殘余含水率時(shí)基質(zhì)吸力大小、單位kPa；a_f為土樣進(jìn)氣值，單位為psi，1psi＝6.895kPa；b_f為達(dá)到進(jìn)氣值后，水從土樣中排出率；c_f為殘留含水率；9.5E-06含義：9.5*10^-6；

步驟三、將得到的a_f、b_f、c_f和h_r四個(gè)參數(shù)代入式(5)中，生成曲線，即可得到細(xì)集料預(yù)估土水特征曲線；

QW=[1-ln(1+hhr)ln(1+106hr)]×[Qs[ln[exp(1)+(haf)bf]]cf]---(5)]]>

式中，Qw為體積含水率，Qs為飽和體積含水量，h為集料基質(zhì)吸力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞甲藍(lán)值的細(xì)集料土水特征曲線預(yù)估方法，其特征在于，所述步驟一中的第1步測(cè)試材料細(xì)集料的取樣按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1、取均勻混合的細(xì)集料，用4.75mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，篩分至不超過1％的篩上部分通過篩；

步驟2、搗碎未過4.75mm標(biāo)準(zhǔn)篩部分的粗粒材料，與過篩的細(xì)粒材料均勻混合；

步驟3、放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，干燥溫度為105℃-115℃，干燥至引起的質(zhì)量變化小于0.1g；

步驟4、干燥后的細(xì)集料冷卻至室溫，備用。