[發明專利]土壤孔隙水密度的獲取方法

在審

• 申請號: 202010790712.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111999211A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 張超;陳仁朋;邱澤敏
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N9/02
• 分類號: G01N9/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興

1.一種土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，包括如下步驟：

S1、選取若干組土樣烘干至完全干燥，測量并記錄各干燥土樣的質量；

S2、將各所述干燥土樣分別放入氦氣比重計中，測量并記錄各所述干燥土樣的體積；

S3、將各所述干燥土樣放入對應的濕度控制瓶中，以能夠得到達到指定熱力學平衡狀態的潤濕土樣；

S4、將各所述潤濕土樣移出對應的所述濕度控制瓶，測量并記錄各所述潤濕土樣的質量；

S5、將各所述潤濕土樣分別放入所述氦氣比重計中，測量并記錄各所述潤濕土樣的體積；

S6、根據以下公式計算土壤孔隙水密度：

式中，i為第i組土樣，M_tw為所述潤濕土樣的質量，M_td為所述干燥土樣的質量，V_tw為所述潤濕土樣的體積，V_td為所述干燥土樣的體積。

2.根據權利要求1所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，所述氦氣比重計包括樣本室(1)和參照室(2)，所述樣本室(1)與所述參照室(2)之間管路上設置有壓力檢測裝置(3)和氣閥(4)。

3.根據權利要求2所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，在步驟S2中，將各所述干燥土樣分別放入所述氦氣比重計的樣本室(1)中，關閉所述氣閥(4)，調整所述樣本室(1)內的氣壓P₁，此時系統對應的氣體狀態方程為P₁(V_c－V_td)＝nRT；打開所述氣閥(4)，待氣流穩定后，讀取氣壓P₂，此時系統對應的氣體狀態方程為P₂(V_c－V_td+V_r)＝nRT；通過兩個氣體狀態方程計算得到所述干燥土樣的體積；

式中，V_c為樣本室的體積，V_r為參照室的體積，V_td為所述干燥土樣的體積，n為氣體的物質的量，R為氣體常量，T為系統溫度。

4.根據權利要求2所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，在步驟S5中，將各所述潤濕土樣分別放入所述氦氣比重計的樣本室(1)中，關閉所述氣閥(4)，調整所述樣本室內(1)的氣壓P₃，此時系統對應的氣體狀態方程為P₃(V_c－V_tw)＝nRT；打開所述氣閥(4)，待氣流穩定后，讀取氣壓P₄，此時系統對應的氣體狀態方程為P₄(V_c－V_tw+V_r)＝nRT；通過兩個氣體狀態方程計算得到所述潤濕土樣的體積；

式中，V_c為樣本室的體積，V_r為參照室的體積，V_tw為所述潤濕土樣的體積，n為氣體的物質的量，R為氣體常量，T為系統溫度。

5.根據權利要求2所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，所述壓力檢測裝置(3)為壓力傳感器。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，選取的所述土樣的組數為14組。

7.根據權利要求6所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，所述濕度控制瓶內布置有飽和鹽溶液。

8.根據權利要求7所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，所述飽和鹽溶液包括LiBr飽和鹽溶液、ZnBr₂飽和鹽溶液、LiCl飽和鹽溶液、LiI飽和鹽溶液、MgCl₂飽和鹽溶液、K₂CO₃飽和鹽溶液、NaBr飽和鹽溶液、KI飽和鹽溶液、NaNO₃飽和鹽溶液、NaCl飽和鹽溶液、KBr飽和鹽溶液、KCl飽和鹽溶液、KNO₃飽和鹽溶液和K₂SO₄飽和鹽溶液。

9.根據權利要求8所述的土壤孔隙水密度的獲取方法，其中，各種所述濕度控制瓶內形成指定相對濕度，以能夠得到所述潤濕土樣。