[发明专利]一种测定原状土孔隙率的实验方法

说明书

本发明涉及一种测定原状土孔隙率的实验方法，可对原状土样的体积等参数进行测定，从而实现在不扰动土样的情况下对土样孔隙体积和孔隙率的测定计算。所述实验方法通过测定原状土样和蜡封土样的质量、蜡封土样的体积、原状土样经搅拌分散形成的悬浊液的体积和质量、烘干土样的质量这些参数来计算原状土的孔隙率数值，该实验方法简单易行，准确性高，具有显著的实用性。

技术领域

本发明涉及原状土孔隙率测定这一技术领域，具体涉及一种测定原状土孔隙率的实验方法。

背景技术

土是由固体颗粒、水和空气三部分组成的，土中的孔隙是指固相所占体积以外的空间，包括颗粒或团聚体之间的间隙和生物穴道，由水和空气所占据。不同土的孔隙受多方面的影响变化各异，其对于土的压缩性能、力学性能、渗透性能、肥力等性质有很大的影响，是土重要的物理性质之一。土的孔隙率是土中孔隙体积与土体体积之比，是土孔隙体积的主要表征参数。

目前在土质学中土的孔隙率主要是通过实验测定土的密度、土粒比重和土含水率三个参数来计算获得，而测定土的密度通常采用环刀法，虽然其具有操作简便等优点，但是在实际操作过程中很难完整取到填满环刀内体积的土样，同时环刀在下压切削过程中不可避免的会对原状土产生扰动，这些因素均会造成土密度测定值的波动，进而对土的孔隙率计算产生较大的影响，导致计算结果离散性较大。材料检测领域中其他常用的孔隙测试方法如压汞法，其对待测样的强度要求较高，土样在测试加压过程中很容易被压碎，难以测到孔隙的体积，又如显微图像处理法分析范围太小，不具有代表性，并且上述方法对硬件测试条件要求较高，均不适用于土的孔隙率常规测试。

现有实验方法在测定土孔隙率时存在一些问题，较难做到原状土孔隙率的准确测定，仍然缺少一种简便易行的测定原状土孔隙率的实验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便易行的测定原状土孔隙率的实验方法，通过直接对原状土样质量和体积等参数的测定，从而实现在不扰动土样的情况下对原土中孔隙体积和土孔隙率的测定计算。

本发明所述实验方法具体步骤如下：

1）在待测原状土中取适当大小并且没有裂隙的土块作为土样，将表面适当平整，去除浮土，称其质量m₁，将已知固体密度ρ_蜡的石蜡加热熔化为液体，用细线系住土样并浸没于石蜡液体中进行蜡封后提出，待冷却后称其总质量m₂；则封蜡的质量m_蜡=m₂-m₁，根据封蜡的质量m_蜡和固体密度ρ_蜡计算出封蜡的体积V_蜡=(m₂-m₁)/ρ_蜡；

2）通过排水法测定蜡封土样的体积，将蜡封土样缓慢浸没于盛满水的排水容器中并收集排出的水，过程中控制水温恒定，测定排出水的体积V₁或通过测定排出水的质量m_排水，再根据该温度下水的密度ρ_水计算出其体积V₁=m_排水/ρ_水；由于排出水的体积V₁与蜡封土样的体积相同，则土样的体积V_土样=V₁-(m₂-m₁)/ρ_蜡；

蜡封土样取出后，擦干表面水分，再次称重，如土样质量增加，表明密封不严，应另取土样重新进行上述实验步骤；