[發明專利]一種裂隙土體表面優勢流定量測試方法

有效

• 申請號: 202111330745.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114113204B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 唐朝生;楊戰鳴;程青;厲林;林宗澤
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院;南京大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N15/08
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 王玉姣;陳彬

1.一種裂隙土體表面優勢流定量測試方法，所述裂隙土體表面優勢流包括裂隙中的純水流與裂隙附近的土孔隙水流；其特征在于，方法包括以下步驟：

1)建立土體表面含水率與界面溫差的關系曲線，所述界面溫差為環境溫度與土體表面溫度間的溫度差；

根據關系曲線確定所述土孔隙水流對應的界面特征溫差；所述界面特征溫差為關系曲線中的兩段一次函數趨勢線交點所對應的界面溫差；

同時測定上述環境溫度下的純水界面溫差，所述純水界面溫差為環境溫度與純水表面溫度間的溫度差；

2)實測的含裂隙土體表面的界面溫差；當實測界面溫差大于界面特征溫差值時即判定為土孔隙水流；當實測界面溫差大于純水界面溫差時判定為純水流；

3)選取所述土孔隙水流對應的實測界面溫差，根據所述步驟1)確定的關系曲線計算裂隙表面含水率；

4)根據所述步驟3)得到的裂隙表面含水率及純水流的面積及深度，按照以下公式計算裂隙土體表面優勢流流量：

w_i＝aΔT_i+b

Q＝∫∫w_im_jhds+m_w·S_w·h

w_i為i時刻單元土體的含水率，％；ΔT_i為i時刻單元土體對應的界面溫差，℃；a和b是含水率與界面溫差相關的參數；Q為i時刻對應的裂隙土體表面優勢流流量，g；m_j為土的干密度，g/cm³；ds為土孔隙水流影響范圍內單元土體的上表面積，cm²；m_w為純水的密度,g/cm³；S_w為裂隙純水流的上表面積，cm²；h為裂隙深度，cm。

2.根據權利要求1所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，步驟2)所述界面特征溫差的測定方式為單側入滲、雙側入滲或多方向入滲。

3.根據權利要求1或2所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，所述界面溫差與純水界面溫差采用紅外熱成像儀測定。

4.根據權利要求3所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，所述紅外熱成像儀為FLIR-T620：工作波段為7.8～14μm，相機分辨率640×480pix。

5.根據權利要求4所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，所述紅外熱成像儀開始測定前采用標準溫度進行校準。

6.根據權利要求5所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，采用烘干法測定所述關系曲線中各試樣含水率驗證紅外熱成像儀測定結果。

7.根據權利要求1所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，所述關系曲線中含水率梯度間隔為2％或3％，含水率上限為液限。

8.根據權利要求1～2、4～7中任意一項所述的裂隙土體表面優勢流定量測試方法，其特征在于，所述土體包括黏性土、粉質黏土、膨脹土中的一種或幾種。