[發明專利]一種測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法

有效

• 申請號: 202010562842.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111678853B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 馬田田;田慧會;陳盼;韋昌富
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N24/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明公開了一種測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法，屬于土工試驗技術領域。所述測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法包括以下步驟：獲取飽和的高壓實膨脹土的每個截面的初始核磁信號量；將樣品夾持器的一端連通重水，樣品夾持器的另一端連通蒸餾水，通過重水驅替高壓實膨脹土中的蒸餾水，得到土樣；獲取土樣每個截面的核磁信號量；根據高壓實膨脹土的每個截面的初始核磁信號量及土樣每個截面的核磁信號量，獲取高壓實膨脹土飽和滲透系數。本發明測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法操作方法簡單有效，能夠在較短的時間內精確地獲得高壓實膨脹土的飽和滲透系數。

技術領域

本發明涉及土工試驗技術領域，特別涉及一種測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法。

背景技術

在核廢料地質處置和污染填埋等地質工程中，其中最重要的一部分就是防滲系統。而高壓實膨脹土具有極高的膨脹性、極低的滲透性、核素遷移的遲滯性成為上述地質工程中防滲層的首選材料。在工程屏障系統運營過程中，隨著地下水的復位，高壓實膨脹土逐漸吸水達到飽和，因此飽和滲透性能否滿足防滲要求是保證地質工程長期安全性的前提。因此高壓實膨脹土的飽和滲透系數是非常重要的參數。

測量土體飽和滲透系數最常用的方法為水頭法和采用固結理論反算的方法。但是，由于膨脹土的滲透系數極低，應用常規變水頭滲透試驗方法測量其飽和滲透系數有一定的難度，存在非常耗時且誤差很大等限制。而采用固結理論反算的方法，影響因素較多，得到的結果離散大，精度低。

發明內容

本發明提供一種測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法，解決了或部分解決了現有技術中測量土體飽和滲透系數誤差大、精度低且非常耗時的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種測量高壓實膨脹土飽和滲透系數的方法，包括以下步驟：將高壓實膨脹土壓入樣品夾持器內；對高壓實膨脹土進行真空抽氣及蒸餾水飽和；獲取飽和的高壓實膨脹土的每個截面的初始核磁信號量；將樣品夾持器的一端連通重水，樣品夾持器的另一端連通蒸餾水，通過重水驅替高壓實膨脹土中的蒸餾水，得到土樣；獲取土樣每個截面的核磁信號量；根據高壓實膨脹土的每個截面的初始核磁信號量及土樣每個截面的核磁信號量，獲取高壓實膨脹土的飽和滲透系數。

進一步地，所述樣品夾持器的材質為聚四氟乙烯。

進一步地，在真空飽和缸內對高壓實膨脹土進行真空抽氣及蒸餾水飽和。

進一步地，所述獲取飽和的高壓實膨脹土的每個截面的初始核磁信號量包括：將飽和的高壓實膨脹土放入核磁共振中進行分層掃描試驗，得出每個截面內的核磁信號，作為初始的核磁信號量S_0,x，x為土樣的第x個截面。

進一步地，所述將樣品夾持器的一端連通重水，樣品夾持器的另一端連通蒸餾水包括：將樣品夾持器兩端連接體積/壓力控制器，施加設定的壓力梯度。

進一步地，體積/壓力控制器的高壓力端部放入重水，體積/壓力控制器的低壓力端部放入蒸餾水。

進一步地，所述獲取土樣每個截面的核磁信號量包括：在某一時刻t，將土樣及樣品夾持器放入核磁共振中進行分層掃描試驗，得出在該時刻t時對應的每個截面內的核磁信號量S_t,x。

進一步地，所述獲取高壓實膨脹土的飽和滲透系數的計算公式包括：k_w為滲透系數，i_h為施加的水力梯度，A為土樣截面積，其中在設定的時間以及某個分層內，被重水驅替的蒸餾水的量其中w_0,x為該分層內初始的飽和含水量，m_s,x為該分層內的干土質量，ρ_w為蒸餾水密度，土樣總的截面流量q_w為n為在時間t內重水滲入的層數。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：