[发明专利]一种测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法

说明书

本发明公开了一种测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法，属于土工试验技术领域。所述测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法包括以下步骤：获取饱和的高压实膨胀土的每个截面的初始核磁信号量；将样品夹持器的一端连通重水，样品夹持器的另一端连通蒸馏水，通过重水驱替高压实膨胀土中的蒸馏水，得到土样；获取土样每个截面的核磁信号量；根据高压实膨胀土的每个截面的初始核磁信号量及土样每个截面的核磁信号量，获取高压实膨胀土饱和渗透系数。本发明测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法操作方法简单有效，能够在较短的时间内精确地获得高压实膨胀土的饱和渗透系数。

技术领域

本发明涉及土工试验技术领域，特别涉及一种测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法。

背景技术

在核废料地质处置和污染填埋等地质工程中，其中最重要的一部分就是防渗系统。而高压实膨胀土具有极高的膨胀性、极低的渗透性、核素迁移的迟滞性成为上述地质工程中防渗层的首选材料。在工程屏障系统运营过程中，随着地下水的复位，高压实膨胀土逐渐吸水达到饱和，因此饱和渗透性能否满足防渗要求是保证地质工程长期安全性的前提。因此高压实膨胀土的饱和渗透系数是非常重要的参数。

测量土体饱和渗透系数最常用的方法为水头法和采用固结理论反算的方法。但是，由于膨胀土的渗透系数极低，应用常规变水头渗透试验方法测量其饱和渗透系数有一定的难度，存在非常耗时且误差很大等限制。而采用固结理论反算的方法，影响因素较多，得到的结果离散大，精度低。

发明内容

本发明提供一种测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法，解决了或部分解决了现有技术中测量土体饱和渗透系数误差大、精度低且非常耗时的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量高压实膨胀土饱和渗透系数的方法，包括以下步骤：将高压实膨胀土压入样品夹持器内；对高压实膨胀土进行真空抽气及蒸馏水饱和；获取饱和的高压实膨胀土的每个截面的初始核磁信号量；将样品夹持器的一端连通重水，样品夹持器的另一端连通蒸馏水，通过重水驱替高压实膨胀土中的蒸馏水，得到土样；获取土样每个截面的核磁信号量；根据高压实膨胀土的每个截面的初始核磁信号量及土样每个截面的核磁信号量，获取高压实膨胀土的饱和渗透系数。

进一步地，所述样品夹持器的材质为聚四氟乙烯。

进一步地，在真空饱和缸内对高压实膨胀土进行真空抽气及蒸馏水饱和。

进一步地，所述获取饱和的高压实膨胀土的每个截面的初始核磁信号量包括：将饱和的高压实膨胀土放入核磁共振中进行分层扫描试验，得出每个截面内的核磁信号，作为初始的核磁信号量S_0,x，x为土样的第x个截面。

进一步地，所述将样品夹持器的一端连通重水，样品夹持器的另一端连通蒸馏水包括：将样品夹持器两端连接体积/压力控制器，施加设定的压力梯度。

进一步地，体积/压力控制器的高压力端部放入重水，体积/压力控制器的低压力端部放入蒸馏水。

进一步地，所述获取土样每个截面的核磁信号量包括：在某一时刻t，将土样及样品夹持器放入核磁共振中进行分层扫描试验，得出在该时刻t时对应的每个截面内的核磁信号量S_t,x。

进一步地，所述获取高压实膨胀土的饱和渗透系数的计算公式包括：k_w为渗透系数，i_h为施加的水力梯度，A为土样截面积，其中在设定的时间以及某个分层内，被重水驱替的蒸馏水的量其中w_0,x为该分层内初始的饱和含水量，m_s,x为该分层内的干土质量，ρ_w为蒸馏水密度，土样总的截面流量q_w为n为在时间t内重水渗入的层数。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：