[發明專利]一種測定土體含水率的方法

在審

• 申請號: 202110268655.7
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113049641A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 童立紅;溫斌強;雷祖祥;顏建偉
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種測定土體含水率的方法，所述方法利用一種特制的高電阻玻璃纖維束和直流電阻測試儀（1），通過玻璃纖維束（2）在不同含水率土樣中電阻的變化情況的不同，來確定土樣的含水率大小；所述高電阻玻璃纖維束在含水率越高的土體中，其電阻值增量越小，反之，電阻值增量越大。一種測定土體含水率的裝置，包括直流電阻測試儀（1）和高電阻玻璃纖維束（2）。所述高電阻玻璃纖維束二端通過銅導線連接直流電阻測試儀的相應端口，測得的電阻值由直流電阻測試儀的液晶顯示屏顯示。本發明能夠準確快速且有效地測量任意原狀土體的含水率，且操作簡單易行，是一種可以廣泛適用的方法。

技術領域

本發明涉及一種測定土體含水率的方法，屬巖土工程技術領域。

背景技術

含水率是土力學中重要的物理指標，其大小對土體力學性質影響巨大。在實際工程中，人們往往要準確獲知各個土層的含水率，為施工和結構安全提供保障。土體含水率一般采用“烘干法”測定，但傳統方法不夠便捷，不能快速得到原位土體的含水率。

因此如何準確有效且快速地測量土體成為了一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是，為了直接快速測定土體含水率，提出一種測定土體含水率的方法。

本發明實現的技術方案如下，一種測定土體含水率的方法，所述方法利用一種特制的高電阻玻璃纖維束和直流電阻測試儀，通過玻璃纖維束在不同含水率土樣中電阻的變化情況的不同，來確定土樣的含水率大小；所述高電阻玻璃纖維束在含水率越高的土體中，其電阻值增量越小，反之，電阻值增量越大。

所述高電阻玻璃纖維束的制備方法如下：

(1)利用超聲波分散儀將碳納米管分散：

在燒杯中加入40ml水，再分別加入碳納米管250mg和十二烷基硫酸鈉75mg；混合均勻后置于超聲波分散儀進行分散，分散功率設置為360W,設置啟停時間都為4秒，分散時間持續4小時；

(2)將分散后的碳納米管鍍在玻璃纖維上：

碳納米管分散完后取出燒杯，將玻璃纖維浸泡在分散后的溶液中，持續一分鐘后，置于烤箱進行烘干，烤箱溫度設置為140℃；烤干后繼續浸泡再烘干，重復三次即可；

(3)將鍍完碳后的玻璃纖維兩端接入兩根銅絲，用固化導電銀膠進行連接固定，最后用細線將兩端綁扎即可。

一種測定土體含水率的方法，步驟如下：

(1)用黏土制備不同含水率的土樣，分別為18％、22％、26％、28％、30％；制作規格相同的玻璃纖維束，分別用直流電阻測試儀測量其常態下電阻值以及被上述不同含水率土樣均勻包裹后的電阻值，待電阻值達到穩定后的2-3min即可停止測試；

(2)根據得到的實驗數據，得土體含水率與玻璃纖維束電阻增量之間的關系，并且可以得到電阻增量與含水率的擬合函數關系式ΔR＝-0.922ω+31.27；其中，ΔR為電阻增量；ω為含水率；

(3)取任意含水率的黏土進行驗證，將未知含水率的土樣包裹于玻璃纖維束，并用直流電阻測試儀測量其電阻的增值；通過電阻增量與含水率的擬合函數關系式，計算出出該未知土樣的含水率，并與傳統方法進行對比。

實現測定土體含水率方法的一種測定土體含水率的裝置，包括直流電阻測試儀和高電阻玻璃纖維束；所述高電阻玻璃纖維束二端通過銅導線連接直流電阻測試儀的相應端口，測得的電阻值由直流電阻測試儀的液晶顯示屏顯示。

本發明的有益效果是，本發明利用在不同含水率的土體下，玻璃纖維束電阻大小不同這一特性設計了一種測量土體含水率的方法，其能夠準確快速且有效地測量任意原狀土體的含水率，且操作簡單易行，是一種可以廣泛適用的方法。

附圖說明

圖1為直流電阻測試儀正視圖示意圖；