[發明專利]一種基于低場核磁共振技術的非飽和土滲透系數的測量方法

有效

• 申請號: 201710012453.X
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106769771B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 陳寶;張康;黃依藝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N24/08
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種基于低場核磁共振技術的非飽和土滲透系數的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于核磁共振信號量分布曲線建立質量含水率分布曲線；

2)基于持水特征曲線和質量含水率分布曲線建立吸力分布曲線；

3)以質量含水率分布曲線和吸力分布曲線為基礎，通過Darcy定律計算非飽和滲透系數；

所述步驟1)中，建立質量含水率分布曲線的具體方法如下：

取試樣第一個被測截面即進水截面在試驗過程中的核磁信號量的均值S′作為標準核磁信號量，表示為：

式中，S_0,i為試樣進水截面在第i次檢測時的核磁信號量，

根據試樣的飽和質量含水率，將S′標定為試樣飽和質量含水率所對應的核磁信號量；

試樣飽和質量含水率與其對應的核磁信號量的比例關系表示為：

式中，ω為試樣的飽和質量含水率；

試樣其他截面的在t時刻的質量含水率表示為：

ω_j,t＝S_j,t·X (3)

式中，ω_j,t為試樣j截面在t時刻的質量含水率，S_j,t為試樣j截面在t時刻的核磁信號量所述步驟2)中，建立吸力分布曲線的具體方法如下：

根據試樣的持水特征曲線，將根據步驟1)所得的質量含水率分布曲線轉換為相應的吸力分布曲線；

所述步驟3)中，計算滲透系數的具體方法如下：

(1)計算瞬時水力梯度

在時刻t，試樣內一點的水力梯度表示為水頭剖面的坡度：

i_w＝dh_w/dx (4)

這里：i_w——t時刻試樣內點w的水力梯度；

dh_w/dx——水頭剖面中點w的坡度；

x——點的位置；

(2)計算瞬時流量

某點的瞬時流量Q等于Δt時間內流過試樣斷面面積A的水的體積；在Δt時間內，通過試樣某點的水的總體積通過體積質量含水率剖面在Δt時間間隔內的積分求得：

這里：θ——體積質量含水率；

x——點的位置；

L——試樣長度；

(3)平均滲透系數計算

有了瞬時流量和瞬時梯度，根據Darcy定律，求出Δt時間內的平均滲透系數：

這里：A——試樣截面面積。