[发明专利]一种黏性土含水率快速检测的微波湿度法

说明书

本发明提供了一种黏性土含水率快速检测的微波湿度法，包括以下步骤：在对应的测量软件中添加校准数据点；采用电烘箱测量校准试样的实际含水率；结合微波湿度传感器和测量软件获得此含水率下校准试样的平均非标定值；获得其他含水率下校准试样的平均非标定值，进而获得校准曲线；在测量软件中，选择对应待测黏性土的校准曲线，将其设置为当前曲线；利用所述微波湿度传感器和测量软件直接获得黏性土含水率。本发明实现了黏性土含水率的快速检测，两次平行测定只需10～12min，满足土石坝填筑施工、基坑回填等领域要求。

技术领域

本发明涉及土料含水率测量技术领域，特别是黏性土含水率快速检测的微波湿度法。

背景技术

土料可以分为非黏性土和黏性土，它们在基础设施建设领域有广泛应用，而含水率是土料的一个重要参数指标，在土石坝填筑、混凝土拌合、基坑回填等过程中，必须准确而较快地检测土料的含水率。含水率离线检测法主要有烘干法、炒干法、比重法、酒精燃烧法，在线检测法主要有中子法、电阻法、电容法、近红外法、微波法、TDR法等。烘干法检测精度高，是其他方法检测精度的判断标准，但是检测速度慢，时间长，黏性土至少需要8h，工程实际中较多情况下需要快速检测土料的含水率，而这种方法难以满足快速检测的要求。在线检测法的检测速度快，现场可直接测定土料的含水率，但是检测精度较差，不同检测方法之间的差异较大，有些方法难以满足精度要求，如基于电阻法、电容法等方法的原理而设计的含水率检测仪器检测精度通常较差，难以用于工程实际中。为了实现黏性土含水率的快速检测，需要提出合适的含水率检测方法，以满足实际工程需要。

在均质土坝和以黏土为防渗料的土石坝填筑过程中，黏性土的含水率检测非常重要，含水率的变化直接影响黏性土的物理状态以及力学参数，在黏性土碾压过程中，需要严格控制含水率，主要因为含水率的大小与压实度有直接关系，其对碾压参数的调整也非常重要。根据相关规范中介绍的压实度检测方法，目前土石坝压实度检测普遍采用的方法是挖坑检测法，在计算压实度时，需要对挖坑料的含水率进行准确快速检测。

所以，需要对黏性土的含水率进行准确检测，检测精度必须满足规定的要求。但是目前普遍认为最准确的检测方法是烘干法，该方法检测精度高，通常将其他方法的检测结果和烘干法的结果进行对比，以验证其他方法是否准确。众所周知，烘干法的检测速度慢，无法实现快速检测的要求，在实际应用中具有滞后性，对施工进度可能造成一定影响。目前也有较多的在线检测方法，虽然检测速度快，但是精度通常无法满足规定的要求，而且不同的检测方法之间差异较大。

现有检测黏性土含水率的方法主要有烘干法、炒干法、酒精燃烧法、中子法、电阻法、电容法、近红外法、微波法、TDR法。

烘干法是所有检测方法中被认为最准确的方法，检测技术流程为：称量装待测土样容器的质量，取适量的待测土样置于容器中，称量容器和土样的总质量，并做记录。将试样置于电烘箱中，设置温度。黏性土烘8h以上，直至试样恒重为止，确保水分全部蒸干。取出烘干后的试样，称量试样和容器的总质量，并做记录，计算待测土样的含水率。

炒干法和烘干法的原理类似，只是用炒的过程代替了烘的过程。

酒精燃烧法和烘干法的原理也类似，只是在土样中加入适量酒精，经多次燃烧使土样中水分蒸干。

电阻法的原理为：湿土具有导电性，其导电性或电阻和含水率有直接关系，含水率越小，导电率越小，含水率越大，导电率越大，将含水率的大小转化为一个电学量，从而显示出来，得到土料的含水率。实际操作中，只需将电阻式水分传感器的感应部分插入到被测土样中，直接读取结果即可。