CN103926125A - 含氟聚合物在配制透明冻土中的应用及所制的透明冻土和生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氟聚合物在配制透明冻土中用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜（或≤0.074㎜）的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的TeflonAF1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；透明冻土制备方法为：包括含氟聚合物颗粒、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、（固结）、冻结步骤制得；所制透明冻土的物理特性和力学特性可满足模拟饱和冻砂土（或冻黏土），其透明度高，价格低廉，无毒无害，与天然冻土体性质的相似性好，能广泛替代自然冻土，用来模拟复杂的地质条件，有效地用于岩土工程中的模型试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明土及生产方法，具体地说是一种透明冻土及生产方法，特别是涉及一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用及所制的透明冻土和生产方法。
背景技术
在岩土工程方面的模型试验中，研究土体内部变形规律和机理，对探索岩土工程问题本质具有重要意义。特别是地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50﹪，其中，多年冻土分布面积3500万㎞2，约占陆地面积的25﹪。而冻土的工程特性与常规土的工程特性相差较大，因此，开展对冻土的工程特性以及构建物在冻土区域的特性研究显得非常重要。
专利号为201110074794.2，发明名称为一种用于高含冰冻土试样的制备方法的专利公开了一种利用常规设备制备高含冰冻土试样的技术方法，该法可以根据实际需要的尺寸制作高含冰人工冻土试样，基于制配完成的冻土试样，利用土工测试仪器对冻土的工程特性进行测试。
但是，传统的土体变形测量方法是在土体内部埋设一系列传感器，得到某些离散点的位移，但是传感器容易受外界环境扰动的影响，测量结果往往不够准确，同时不能给出土体内部连续变形的整个位移场。现代数字图像技术也只局限于测量土体的宏观或边界变形，不能实现对土体内部变形的可视化。利用X-射线、γ-射线、计算机层析扫描（CAT扫描）及磁共振成像技术（MRI）虽然可以用来测量土体内部的连续变形，但昂贵的费用限制了这些技术的广泛应用。利用人工合成透明土结合光学观测和图像处理技术可以实现土体内部变形的可视化，其费用低廉，操作简便。但其前提是获得透明度较高，且性质与天然土体相似的人工合成透明土。目前已有采用不同材料来制配透明土，并得到了一些成果，如：
文献1：Allersma, H. G. B., 1982, “Photo-Elastic Stress Analysis and Strains in Simple Shear,” Proceedings, IUTAM Symposium on Deformation and Failure of Granular Materials, Delft, edited by P. A. Vermeer and H. J. Luger, pp. 345-353.
在文献1中，1982年，Allersma提出了用碎玻璃（折射率为1.4738）材料和相同折射率的液体混合，制配透明土。
文献2：Iskander, M., Lai, J., Oswald, C., and Mainnheimer, R., 1994, “Development of a Transparent Material to Model the Geotechnical Properties of Soils,” Geotech. Test. J., Vol. 17(4), pp. 425-433.
文献3：Iskander, M., Liu, J., and Sadek, S., 2002a, “Transparent Silica Gels to Model the Geotechnical Properties of Sand, ” Int. J. Phys. Modell. Geotech., Vol. 2(4), pp. 27-40.
文献4：Iskander, M., Liu, J., and Sadek, S., 2002b, “Transparent Amorphous Silica to Model clay,” J. Geotech. Geoenviron. Eng., Vol. 128(3), pp. 262-273.
文献5：Liu, J. Y., Iskander, M., and Sadek, S., 2003, “Consolidation and Permeability of Transparent Amorphous Silica,” Geotech. Test. J., Vol. 26(4), pp. 390-401.
在文献2～5中，1998年、2002年， Iskander et al.利用工业生产的无定型硅石粉末或凝胶（折射率为1.447）和具有相应折射率的孔隙液体制作了一种人工合成透明土。
文献6：吴明喜， 2006，人工合成透明砂土及其三轴试验研究[D]. 硕士论文，大连：大连理工大学，pp. 18-21.
文献7：隋旺华，高岳. 透明土实验技术现状与展望[J]. 煤炭学报，36(4): 577-582.
文献8：Cao, Z. H., Liu, J. Y., and Liu, H. L., 2011, “Transparent Fused Silica to Model Natural Sand,” Pan-Am CGS Geotechnical Conference.
文献9：Ezzein, F. M., and Bathurst, R. J., 2011, “A Transparent Sand for Geotechnical Laboratory Modeling,” Geotech. Test. J., Vol. 34(6), pp. 590-601.
文献10：Guzman, I. L., Iskander, M., Suescun-Florez, E., and Omidvar, M., 2013, “A Transparent Aqueous-Saturated Sand Surrogate for Use in Physical Modeling,” Acta Geotechnica, published on line, July 2013.
http://link.springer.com/article/10.1007﹪2Fs11440-013-0247-2
在文献6～10中，2006年、2013年等，吴明喜等人利用熔融石英砂（折射率为1.4585）和具有相应折射率的液体如混合油或溴化钙溶液制配了一种人工合成透明土。
现有技术资料表明，配制透明土的固体颗粒主要选用石英类材料，其固体颗粒本身的折射率在1.44～1.46之间，选用硼硅玻璃材料，其固体颗粒本身的折射率在1.46～1.48之间，远大于水的1.33折射率和冰的1.31折射率。因此，利用现有的配制透明土的固体颗粒无法配制出饱和透明冻土试样。
含氟聚合物为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；具有耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、无粘性、无毒、无污染、高透明度、低折射率的特性，还具有气体渗透性结构、疏水性、化学惰性等特性，与天然土体性质的相似性好。Teflon AF 1600可溶解于氟系溶剂中，可以形成薄膜或熔融压缩成型；目前，其主要用在涂层、浸渍或制成纤维，制成的液芯波导在吸收、荧光、拉曼光谱分析、气体传感器等诸多领域也有运用。
发明内容
本发明的目的是提供一种透明冻土及生产方法，所述配制透明冻土的透明固体材料的折射率与结晶冰一致，且与天然土颗粒性质相似，具体为一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用及所制的透明冻土和生产方法。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
一种透明冻土，它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
本发明所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
本发明所述的水为纯净水。
一种透明冻土的生产方法，它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述无色孔隙液体为水；
本发明在步骤⑴中，所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
本发明在步骤⑴中，所述的水为纯净水。
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻砂土的透明冻土，其物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
一种透明冻土，它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径≤0.074㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.63 g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
本发明所述的水为纯净水。
一种透明冻土的生产方法，它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径≤0.074㎜；所述无色孔隙液体为水；
本发明在步骤⑴中，所述的水为纯净水。
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷固结：将试样放在固结仪中进行固结，固结度OCR值0.8～3；
⑸冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻黏土的透明冻土，其物理特性为：密度1.63 g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，透明固体材料采用含氟聚合物颗粒，具有耐热、耐化学药品、无毒、无污染特性，而且具有高透明度、低折射率、透紫外光的特性；所使用的孔隙液体无色透明、无毒、无污染、来源广泛，容易获得和调配；配制方法简便，易于实现，配制的透明冻土透明度高，价格低廉，无毒无害，与天然冻土土体性质的相似性好，能广泛替代自然冻土，用来模拟复杂的地质条件，有效地用于岩土工程中的模型试验。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
一种透明冻土，它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
本发明所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
为不影响折射率，本发明所述的水为纯净水。
本实施例所述的透明冻土可用来模拟饱和冻砂土。
一种透明冻土的生产方法，它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述无色孔隙液体为水；
本发明在步骤⑴中，所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
为不影响折射率，本发明在步骤⑴中，所述的水为纯净水。
根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及纯净水的用量：
本实施例的试样含水量100.0﹪、干密度0.55g/cm3、试样尺寸（高125.0㎜，直径61.8㎜）及低温实验室温度－6.0℃，换算出制备一个试样所需含氟聚合物颗粒质量（颗粒质量＝干密度×试样体积）为206.0g，总水量（含水量100.0﹪，总水量的质量与颗粒质量相等）为206.0g；由于砂土在温度为－6.0℃时，其未冻水含量约为15﹪，所以在制备试样过程中加入纯净水的质量应为30.9g，颗粒冰的质量为175.1g。
本实施例选择密度2.3g/㎝3的含氟聚合物颗粒，含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为20﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为30﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为30﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为20﹪，以重量计，合计为100﹪，将其混合均匀；
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
本实施例在－6.0℃低温实验室内，先将步骤⑴中确定的含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分3次装入模具内制试样，并分层击实，压至设计密实度70﹪；再将纯净水加入试样中，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻砂土的透明冻土，其物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
本实施例所制透明冻土的物理特性为：密度1.9g/㎝3，重度19kN/m3，密实度70﹪；力学特性为：内摩擦角31°，弹性模量40MPa，泊松比0.3。
实施例2：
在步骤⑴中，选择密度2.1g/㎝3的含氟聚合物颗粒，含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为20﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为30﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为30﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为20﹪，以重量计，合计为100﹪，将其混合均匀；
在步骤⑵中，控制密实度30﹪；
本实施例所制透明冻土的物理特性为：密度1.82g/㎝3，重度18kN/m3，密实度30﹪；力学特性为：内摩擦角30°，弹性模量10MPa，泊松比0.35。
余同实施例1。
实施例3：
一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
一种透明冻土，它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径≤0.074㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.63 g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
本发明所述的水为纯净水。
本实施例所述的透明冻土可用来模拟饱和冻黏土。
一种透明冻土的生产方法，其特征是它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径≤0.074㎜；所述无色孔隙液体为水；
为不影响折射率，本发明在步骤⑴中，所述的水为纯净水。
本实施例试验条件与试样尺寸大小和计算方法与实施例1相同。
本实施例确定含氟聚合物颗粒、颗粒冰及纯净水的用量分别为206.0g、175.1g和30.9g。
本实施例选择密度2.3g/㎝3、粒径≤0.074㎜的含氟聚合物颗粒。
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
本实施例在－6.0℃低温实验室内，先将步骤⑴中确定的含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分3次装入模具内制试样，并分层击实，压至设计密度；再将纯净水加入试样中，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷固结：将试样放在固结仪中进行固结，固结度OCR值0.8～3；
本实施例固结度OCR值1.5；
⑸冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻黏土的透明冻土，其物理特性为：密度1.63g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
本实施例所制透明冻土的物理特性为：密度1.93g/㎝3，重度19.1kN/m3；力学特性为：内摩擦角20°，凝聚力为3kPa，弹性模量9MPa，泊松比0.3。
实施例4：
在步骤⑴中，选择密度2.1g/㎝3的含氟聚合物颗粒；
在步骤⑷中，固结度OCR值0.8；
本实施例所制透明冻土的物理特性为：密度1.83g/㎝3，重度17.8 kN/m3；力学特性为：内摩擦角19°，凝聚力为1kPa，弹性模量5.2MPa，泊松比0.22。
余同实施例3。
Claims (10)
1.一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，其特征是配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
2.一种含氟聚合物在配制透明冻土中的应用，其特征是配制透明土时，用作透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3。
3.一种透明冻土，其特征是它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
4.根据权利要求3所述的透明土，其特征是所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
5.一种透明冻土，其特征是它由含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结、冻结步骤配制而成，所述含氟聚合物、颗粒冰与无色孔隙液体用量通过试验条件与试样大小计算；所述的无色孔隙液体为水，所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰的粒径≤0.074㎜；所述透明冻土的物理特性为：密度1.63 g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
6.根据权利要求3或4或5所述的透明土，其特征是所述的水为纯净水。
7.一种透明冻土的生产方法，其特征是它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述无色孔隙液体为水；
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻砂土的透明冻土，其物理特性为：密度1.53 g/㎝3～2.0g/㎝3，重度15kN/m3～20kN/m3，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。
8.根据权利要求7所述透明土的生产方法，其特征是在步骤⑴中，所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪。
9.一种透明冻土的生产方法，其特征是它包括以下步骤：
⑴备料：根据试验条件与试样尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径≤0.074㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝3～2.3g/㎝3；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径≤0.074㎜；所述无色孔隙液体为水；
⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；
⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；
⑷固结：将试样放在固结仪中进行固结，固结度OCR值0.8～3；
⑸冻结：将试样装入－20℃低温箱进行冻结48小时，制得模拟饱和冻黏土的透明冻土，其物理特性为：密度1.63 g/㎝3～2.1g/㎝3，重度16kN/m3～21kN/m3，固结度OCR值0.8～3；力学特性为：内摩擦角19°～22°，凝聚力为1 kPa～3kPa，弹性模量5MPa～9MPa，泊松比0.2～0.3。
10.根据权利要求7或8或9所述透明冻土的生产方法，其特征是在步骤⑴中，所述的水为纯净水。
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