[發(fā)明專利]一種滲流作用下巖土體內(nèi)冰體消融監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210943637.9
• 申請(qǐng)日: 2022-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN115372417A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周佳慶;陳恒卓;李長(zhǎng)冬;顧東明;劉洪斌;張佳俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04;G01N33/24
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 徐歡

本發(fā)明提供一種滲流作用下巖土體內(nèi)冰體消融監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)方法及裝置，包括步驟：S1、配置實(shí)驗(yàn)溶液，記錄實(shí)驗(yàn)溶液的初始電導(dǎo)率或初始灰度值；S2、將實(shí)驗(yàn)溶液放入冰箱以形成冰體，記錄冰體的初始質(zhì)量，隨后將冰體埋入巖土樣內(nèi)形成實(shí)驗(yàn)樣品；S3、以設(shè)定流速向?qū)嶒?yàn)樣品內(nèi)注入蒸餾水，并收集從實(shí)驗(yàn)樣品中流出的滲流液，隨后記錄滲透液的質(zhì)量，以及導(dǎo)電率或灰度值；S4、根據(jù)同種溶質(zhì)溶劑下溶液的濃度與其電導(dǎo)率或灰度值的函數(shù)關(guān)系，分別計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)溶液的初始電導(dǎo)率或初始灰度值對(duì)應(yīng)的初始濃度，以及滲流液的電導(dǎo)率或灰度值對(duì)應(yīng)的濃度；S5、根據(jù)實(shí)驗(yàn)溶液的初始濃度和所述滲流液的濃度，計(jì)算冰體的融化比。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本方法能對(duì)冰體融化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明地質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種滲流作用下巖土體內(nèi)冰體消融監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)方法及裝置。

背景技術(shù)

冰磧土滑坡—泥石流—堰塞湖災(zāi)害是指分布在高寒山區(qū)的冰磧土受到降雨、埋入土內(nèi)冰體消融等因素誘發(fā)滑坡，且在重力作用下，迅速碎裂解體并與水流摻混形成泥石流，進(jìn)而鏟刮侵蝕沿程碎屑物質(zhì)堵塞河道形成堰塞壩，最終在壩體潰決后產(chǎn)生洪水災(zāi)害的鏈?zhǔn)竭^程。由此看出，在高寒山區(qū)激發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的因素眾多，主要受降雨和溫度的共同影響，形成機(jī)制也十分復(fù)雜，預(yù)測(cè)預(yù)警十分困難。在溫度場(chǎng)和水分場(chǎng)的共同作用下，除了會(huì)直接影響到巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)外，地下冰體的消融過程也會(huì)受很大的影響，為冰崩、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害提供有利條件；許多研究已表明冰雪融水、埋藏冰體融化等也是導(dǎo)致冰磧湖漫頂潰決、管涌潰決的主要誘發(fā)因素之一。因此，在高寒山區(qū)針對(duì)埋入巖土體內(nèi)的冰體消融過程的監(jiān)測(cè)也是十分有必要的。

目前野外地下冰體探測(cè)及室內(nèi)未凍含水量測(cè)量技術(shù)均在不斷發(fā)展完善，如野外探測(cè)技術(shù)有探底雷達(dá)、直流電阻率測(cè)深法、地震波法、高頻電磁法、機(jī)載電磁法和瞬變電磁測(cè)深法等，室內(nèi)未凍含水量測(cè)量技術(shù)有核磁共振儀法(NMR)、時(shí)域反射儀法(TDR)和計(jì)算機(jī)層析識(shí)別技術(shù)法(CT)等，但是野外冰體探測(cè)技術(shù)僅是主要用于大范圍的地下冰體探測(cè)尋找的，而室內(nèi)未凍含水量測(cè)量所用的設(shè)備均比較昂貴，且不能在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行連續(xù)探測(cè)，很難在實(shí)驗(yàn)中對(duì)冰體的消融進(jìn)行持續(xù)有效的監(jiān)控，故此急需一種可以對(duì)巖土體內(nèi)冰體的消融進(jìn)行持久有效監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種滲流作用下巖土體內(nèi)冰體消融監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)方法及裝置。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種滲流作用下巖土體內(nèi)冰體消融監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

S1、配置實(shí)驗(yàn)溶液，并測(cè)量記錄所述實(shí)驗(yàn)溶液的初始電導(dǎo)率或初始灰度值；

S2、將所述實(shí)驗(yàn)溶液放入冰箱以形成冰體，并測(cè)量記錄所述冰體的初始質(zhì)量，隨后將所述冰體埋入巖土樣內(nèi)形成實(shí)驗(yàn)樣品；

S3、以設(shè)定流速向所述實(shí)驗(yàn)樣品內(nèi)注入蒸餾水，并收集從所述實(shí)驗(yàn)樣品中流出的滲流液，隨后測(cè)量記錄所述滲透液的質(zhì)量，以及導(dǎo)電率或灰度值；

S4、根據(jù)同種溶質(zhì)溶劑下溶液的濃度與其電導(dǎo)率或灰度值的函數(shù)關(guān)系，分別計(jì)算得到所述實(shí)驗(yàn)溶液的初始電導(dǎo)率或初始灰度值對(duì)應(yīng)的初始濃度，以及所述滲流液的電導(dǎo)率或灰度值對(duì)應(yīng)的濃度；其中濃度與電導(dǎo)率的函數(shù)關(guān)系為：n＝k₁·G，式中n為濃度，G為電導(dǎo)率，k₁為比例系數(shù)；濃度與灰度值的函數(shù)關(guān)系為：n＝k₂·P^b，式中P為灰度值，k₂為比例系數(shù)，b為常數(shù)；

S5、根據(jù)所述實(shí)驗(yàn)溶液的初始濃度和所述滲流液的濃度，計(jì)算所述冰體的融化比，其中所述冰體的融化比計(jì)算公式為：

式中，l為融化比，n₁為所述實(shí)驗(yàn)溶液的初始濃度，n₂為所述滲流液的濃度，m₁為所述冰體的初始質(zhì)量，m₂為所述滲流液的質(zhì)量。