[發明專利]一種基于亞甲藍值的細集料土水特征曲線預估方法

有效

• 申請號: 201610126859.6
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105606793B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 張軍輝
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42;G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于道路工程材料技術領域，屬于一種基于亞甲藍值的細集料土水特征曲線預估方法。

背景技術

土水特征曲線表達土壤基質吸力與含水率之間關系，是反映外界環境影響下土的持水性能的關鍵指標曲線，該曲線與土的許多重要工程性質直接相關。測得土水特征曲線的方法分為兩類：實驗法和預估法，通過儀器設備測得土水特征曲線的方法為實驗法；而建立預估模型表達基質吸力與含水率的關系生成土水特征曲線的方法為預估法。

實驗法與預估法相比有其先天性的缺點，一種實驗方法通常需要一套特制的設備、有經驗的實驗者、具體的實驗方案、大量的實驗時間，并且最后得到的只是若干個孤立的點，并不是一條真正的曲線，國內幾種通用的實驗法方法如壓力板法、濾紙法等皆是如此。因此近些年來許多學者把研究轉向預估方法的研究。預估方法只需要根據土的一些性質如飽和含水率、孔徑分布指數等確定擬合參數，建立預估模型。

國內有用Van Genuchen模型、Log-normal模型對黏土的土水特征曲線進行預估；有基于MK模型推算非飽和膨脹土的土水特征曲線；也有基于Wei等多孔隙介質平衡理論提出的預估粉土、黏土的土水特征曲線模型。但是現有的方法測量方法都比較復雜，過程慢，精確性一般。

發明內容

本發明在于提供一種基于亞甲藍值的細集料土水特征曲線預估方法，過程簡單，測得土水特征曲線非常快速，精確度更高。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是，基于亞甲藍值的細集料土水特征曲線預估方法，按照以下步驟進行：

步驟一、測細集料的亞甲藍值；

步驟二、將基于比色計測得的細集料亞甲藍值代入公式(1)-(4)，得到得到a_f、b_f、c_f、h_r四個參數；

a_f＝3.4994MBV^0.0002(1)

b_f＝2.0044MBV^-0.003(2)

c_f＝0.4956MBV^-0.415(3)

h_r＝20.00MBV^9.5E-06(4)

其中，MBV為亞甲藍值；h_r為殘余含水率時基質吸力大小，單位kPa；a_f為土樣進氣值，單位為psi，1psi＝6.895kPa；b_f為達到進氣值后，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、h_r四個參數代入式(5)中，生成曲線，即可得到細集料預估土水特征曲線；

式中，θ_ω為體積含水率，θ_s為飽和體積含水量，h為集料基質吸力。

本發明的特征還在于，進一步的，上述步驟一中測細集料的亞甲藍值，按照以下步驟進行：

步驟一、測試材料細集料的取樣；

步驟二、校準比色計；

(1)校準比色計的吸光度和亞甲藍濃度之間的關系：

打開比色計，選擇“Abs 610nm”程序；在比色計中，插入一個裝2/3容積蒸餾水的玻璃樣品池，按“零”；用移液器轉移130±1μL質量濃度為0.50％的亞甲藍溶液至50mL塑料瓶；用蒸餾水稀釋溶液，至亞甲藍稀釋溶液凈重為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容積的亞甲藍稀釋溶液；擦凈玻璃樣品池；將亞甲藍稀釋溶液的樣品池插入比色計，測量吸光度值；轉動玻璃樣品池四分之一周，再測量；重復這一過程，直到完成四個測量；計算四個值的平均值，并記錄為A_std，精確到0.01A，A_std為已知質量濃度為0.5％的標準亞甲藍溶液吸光度值；用標準配制的0.5％質量濃度的亞甲藍試驗溶液對比色計進行校準；

(2)確定試驗使用亞甲藍溶液的初始濃度：