[發(fā)明專利]一種高含冰量凍土試樣制作方法

有效

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107727467B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅飛;朱占元;張元澤;何俊霖;黃星
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 張晨光

本發(fā)明公開了一種高含冰量凍土試樣制作方法包括，將水溶性物質(zhì)和干土混合并進行分層壓實以形成凍土制樣，將凍土試樣放入飽和器，所述飽和器包括分離孔，打開分離孔后，將凍土試樣連同飽和器置于水流中，通過水流進出飽和器以溶解去除凍土試樣中的水溶性物質(zhì)，隨著水溶性物質(zhì)的溶解使得凍土試樣中形成空腔，使得水流進入空腔中并填滿空腔后關(guān)閉分離孔，然后將飽和器取出水流并放置在冷凍器中進行冷凍至預(yù)定時間，取出飽和器，并將凍土試樣與飽和器分離得高含冰量凍土。由此，本發(fā)明除了冷凍階段，其他階段均可以在常溫下進行，整個制作過程簡單快捷，有利于規(guī)模化，且制作處的凍土試樣具有非常高的含冰量，對其力學(xué)特性的研究具有很高的價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種凍土試制技術(shù)，特別涉及是一種高含冰量凍土試樣制作方法。

背景技術(shù)

高含冰凍土是指含水量超過飽和含水量，且溫度低于0℃的土體。青藏公路穿越的多年凍土中高含冰量(體積含冰量≥20％)凍土段占了全長的59％；青藏鐵路穿越多年凍土區(qū)632km，其中有221km為高含冰量凍土區(qū)，高溫、高含冰量凍土重疊路段為134km。在國內(nèi)，大量的室內(nèi)研究集中于低含冰量凍土，即為總含水量不超過飽和含水量或剛達到飽和值的凍土。在國外，早期就有少量關(guān)于高含冰凍土力學(xué)特性的報道，但對于高含冰凍土試樣的制備方法描述很少，或無據(jù)可查。隨著寒區(qū)公路、鐵路，輸油管線等工程建設(shè)的發(fā)展，越來越多的工程在建設(shè)過程中會觸及到含冰(水)量較高的凍土，所以研究高含冰凍土的力學(xué)特性就顯得越來越重要，而高含冰量凍土試樣的制備可為開展高含冰凍土試驗研究提供試樣保證。

目前，高含冰量凍土試樣的制作是在低溫環(huán)境下完成，首先將水凍結(jié)成冰，再將冰破碎，用2mm粒徑的篩子篩分，然后將冰晶與土混合，分層壓實或一次性壓實制樣。要求整個過程需在低溫條件下進行，而對于絕大多數(shù)研究單位不具備此條件，有必要探討一種常溫條件下高含冰量凍土的制樣方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高含冰量凍土試樣制作方法，一種高含冰量凍土試樣制作方法包括，將水溶性物質(zhì)和干土混合并進行分層壓實以形成凍土制樣，將凍土試樣放入飽和器，所述飽和器包括分離孔，打開分離孔后，將凍土試樣連同飽和器置于水流中，通過水流進出飽和器以溶解去除凍土試樣中的水溶性物質(zhì)，隨著水溶性物質(zhì)的溶解使得凍土試樣中形成空腔，使得水流進入空腔中并填滿空腔后關(guān)閉分離孔，然后將飽和器取出水流并放置在冷凍器中進行冷凍至一預(yù)定時間，取出飽和器，并將凍土試樣與飽和器分離得高含冰量凍土。

在一較佳實施例中，所述飽和器具有底部、與底部連接的周壁及上蓋，所述周壁與底部圍合成飽和容腔，所述上蓋封閉飽和器的上開口，所述周壁上設(shè)有多個橫向貫穿周壁的分離孔，所述分離孔導(dǎo)通飽和容腔與外界，所述周壁還包括可封閉與打開多個分離孔的防漏片，所述凍土試樣制作完成后放置在飽和容腔中，所述防漏片打開分離孔，將飽和器放置入水流中，水流溶解水溶性物質(zhì)使得凍土試樣中形成對應(yīng)的空腔，當(dāng)空腔被水填滿后通過防漏片封閉飽和容腔與外界。

在一較佳實施例中，所述水流存儲在一分離器中，在水溶性物質(zhì)去除階段，所述飽和器相對的兩個側(cè)壁上的分離孔同時打開，所述分離器提供循環(huán)動力使得水流從一側(cè)的分離孔進入飽和容腔并從相對的另一側(cè)的分離孔離開飽和容腔，從而帶走凍土試樣中的水溶性物質(zhì)，在凍土試樣空腔填補階段，所述飽和器僅開啟其中一側(cè)壁的分離孔。

在一較佳實施例中，在凍土試樣空腔填補階段，當(dāng)水流填滿飽和容腔后，所述飽和器驅(qū)動防漏片關(guān)閉所有的分離孔，并啟動負壓裝置，使得飽和容腔中處于負壓狀態(tài)。

在一較佳實施例中，所述水溶性物質(zhì)為易溶性糖類或者易溶性鹽類。

在一較佳實施例中，所述預(yù)定時間為30個小時。

在一較佳實施例中，所述分層壓實的分層厚度不得大于大于20cm和小于10cm。