一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，包括以下步骤：步骤1、在砂卵砾石地层地区，随机选择取样地点，将选择的取样地点处地面整平，并用水准尺检查；步骤2、选择一个金属材质的圆环，将其固定在平整后的取样地点处，并测量圆环所围成的内腔体积V

【技术实现步骤摘要】
一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法


[0001]本专利技术属于土工试验
，涉及一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，常规的细粒土孔隙比实验需要取得原状样品，送到相关实验室用比重瓶法测定其相对密度，然后经过换算得到其孔隙比。其中，比重瓶法适用于粒径小于5mm的各类土体。
[0003]但是，对于颗粒直径较大的砂卵砾石地层，原状样取得难度较大，常规室内试验的仪器(比重瓶)无法用于砂卵砾石地层。同时，样品在运送过程中易被破坏，因此，在测量颗粒直径较大的砂卵砾石地层的孔隙比时，现有技术难以对其孔隙比进行准确测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，解决了在测量颗粒直径较大的砂卵砾石地层的孔隙比时，现有技术难以对其孔隙比进行准确测量的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1、在砂卵砾石地层地区，随机选择取样地点，将选择的取样地点处地面整平，并用水准尺检查；
[0007]步骤2、选择一个金属材质的圆环，将其固定在平整后的取样地点处，并测量圆环所围成的内腔体积V
h
；
[0008]步骤3、在圆环内侧地表挖取试坑，并分别计算挖取出的砂卵砾石地层的土中液体体积V
w
、土体体积V
k
和土中孔隙体积V
a
；
[0009]步骤4、根据如下公式，计算砂卵砾石土层的孔隙比e：
[0010]e＝V
a
/(V
k
‑
V
a
‑
V
w
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)。
[0011]本专利技术的特点还在于：
[0012]步骤2具体按照以下步骤实施：
[0013]步骤2.1、将塑料膜紧贴圆环内壁及地表铺展；
[0014]步骤2.2、选择断面积为A
w
的量水器，记录量水器内初始水位高度h1，将量水器内的水注入圆环所围成的空间内，直至圆环内水面与圆环上边缘齐平且不外溢为止，记录量水器内水位高度h2；
[0015]步骤2.3、根据如下公式，计算圆环所围成的内腔体积V
h
：
[0016]V
h
＝(h1‑
h2)
×
A
w
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)。
[0017]步骤3中挖取的试坑直径为砂卵砾石试样中最大粒径的5～10倍，开挖深度大于试坑的直径。
[0018]步骤3中计算土中液体体积V
w
具体按照以下步骤实施：
[0019]将试坑中挖取出的砂卵砾石放置于质量为m1的密闭容器中，称重得到砂卵砾石和
密闭容器总质量m2；将临近试坑边沿50cm～100cm处具有相同性质的砂卵砾石取出，快速包封，采用烘干法测定其含水率w
n
，测试数量不少于3组，并取其平均值作为取样地点的砂卵砾石地层含水率w
v
；根据如下公式计算试坑中砂卵砾石地层的土中液体体积V
w
：
[0020]V
w
＝(m2‑
m1)
×
w
v
/ρ，其中ρ＝1g/ml
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)。
[0021]步骤3中计算土体体积V
k
具体按照以下步骤实施：
[0022]选择取塑料膜铺展到试坑中，且塑料膜有富余部分延伸到圆环外；选择断面积为A
w
的量水器，记录量水器内初始水位高度H1，将量水器内水注入试坑中，直至水面与圆环上边缘齐平且不外溢为止，记录量水器内剩余水位高度H2；根据如下公式计算试坑中砂卵砾石地层的土体体积V
k
：
[0023]V
k
＝(H1‑
H2)
×
A
w
‑
V
h
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。
[0024]步骤3中计算土中孔隙体积V
a
具体按照以下步骤实施：
[0025]将试坑内的水疏干，将步骤3中挖取出的样土完全回填入试坑中；选择断面积为A
w
的量水器，记录量水器内初始水位高度H3，将量水器内水注入试坑的回填土中，直至水面与套环上边缘齐平不外溢为止，记录量水器内剩余水高度H4；根据如下公式计算试坑中砂卵砾石地层的土中孔隙体积V
a
：
[0026]V
a
＝(H3‑
H4)
×
A
w
‑
V
h
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
[0027]其中，将试坑内的水疏干、将步骤3中挖取出的样土完全回填入试坑中的具体操作步骤如下：
[0028]将试坑内的灌入的水通过烧杯、注射器疏干，并用吸水滤纸擦拭吸干塑料膜上吸附的水珠，取出的土样回填过程中应逐层倒回土样，回填过程中应防止塑料膜破损，且土样分3～5次回填，每次回填进行击实。
[0029]其中，断面积为A
w
的量水器上附有刻度，且最小刻度为1ml。
[0030]料膜为聚乙烯塑料薄膜，所述聚乙烯塑料薄膜厚度小于0.04mm。
[0031]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，利用灌水置换的方式有效解决了砂卵砾石地层由于颗粒尺寸过大，现有技术难以对其孔隙比进行准确测量的问题；通过本专利技术提供的方法可以直接、高效、便捷地测定砂卵砾石地层的孔隙比，为设计提供准确的土体物理参数。同时，本专利技术所设计方法在测量时使用的各种仪器设备方便购买，价格低，可操作性强。
附图说明
[0032]图1是本专利技术一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法的流程图；
[0033]图2是本专利技术一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法的原理示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0035]本专利技术一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0036]步骤1、在砂卵砾石地层地区，随机选择取样地点，将选择的取样地点处地面整平，并用水准尺检查；
[0037]步骤1中采用随机选择取样地点，将选择的取样地点处地面整平，并用水准尺检查的方法，其优点在于：通过随机取样选择取样点能够保证测量的准确性，同时将取样地点处地面整平，并用水准尺检查为了方便后续步骤的进行，防止在塑料膜在铺设过程中出现破损现象。
[0038]步骤2、选择一个金属材质的圆环，将其固定在平整后的取样地点处，并测量圆环所围成的内腔体积V
h
，具体按照以下步骤实施：
[0039]步骤2.1、将塑料膜紧贴圆环内壁及地表铺展；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、在砂卵砾石地层地区，随机选择取样地点，将选择的取样地点处地面整平，并用水准尺检查；步骤2、选择一个金属材质的圆环，将其固定在平整后的取样地点处，并测量圆环所围成的内腔体积V
h
；步骤3、在圆环内侧地表挖取试坑，并分别计算挖取出的砂卵砾石地层的土中液体体积V
w
、土体体积V
k
和土中孔隙体积V
a
；步骤4、根据如下公式，计算砂卵砾石土层的孔隙比e：e＝V
a
/(V
k
‑
V
a
‑
V
w
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)。2.根据权利要求1所述的一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1、将塑料膜紧贴圆环内壁及地表铺展；步骤2.2、选择断面积为A
w
的量水器，记录量水器内初始水位高度h1，将量水器内的水注入圆环所围成的空间内，直至圆环内水面与圆环上边缘齐平且不外溢为止，记录量水器内水位高度h2；步骤2.3、根据如下公式，计算圆环所围成的内腔体积V
h
：V
h
＝(h1‑
h2)
×
A
w
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)。3.根据权利要求1所述的一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，其特征在于，所述步骤3中挖取的试坑直径为砂卵砾石试样中最大粒径的5～10倍，开挖深度大于试坑的直径。4.根据权利要求1所述的一种测量砂卵砾石地层孔隙比的方法，其特征在于，所述步骤3中计算土中液体体积V
w
具体按照以下步骤实施：将试坑中挖取出的砂卵砾石放置于质量为m1的密闭容器中，称重得到砂卵砾石和密闭容器总质量m2；将临近试坑边沿50cm～100cm处具有相同性质的砂卵砾石取出，快速包封，采用烘干法测定其含水率w
n
，测试数量不少于3组，并取其平均值作为取样地点的砂卵砾石地层含水率w
v
；根据如下公式计算试坑中砂卵砾石地层的土中液体体积V
w
：V
w
＝(m2‑
m1)
×...

【专利技术属性】
技术研发人员：严耿升，苏盛伟，赵志祥，胡向阳，赵成，吴辉，曲鹏飞，于前伟，陈磊，岳科杉，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：