CN104977321A - 冻融损伤梯度与各向异性测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，在方形冻融土样与冻融方向平行的4个面上沿冻融方向以固定间距排布多个条形电极，在方形冻融土样与冻融方向垂直的2个面上布置平板电极，在条形电极和平板电极与方形冻融土样接触处均涂抹导电银胶，在条形电极和平板电极未与方形冻融土样接触的表面粘附硅橡胶薄膜，硅橡胶薄膜外侧包裹金属模具，每个条形电极和平板电极均连接一根绝缘导线，通过测量条形电极和条形电极的电阻率获得方形冻融土样的冻融损伤梯度与各向异性。该方法可以实现冻融原状土进行损伤梯度与各向异性测量，也可以实现室内控制冻融条件下重塑土冻融损伤梯度与各向异性测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种可测量冻融土体内部损伤的方法，特别是一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法。
背景技术
冻融可以改变土体内部孔隙大小和无序程度，从而造成宏观内摩擦角和粘聚力的改变。以土体孔隙变化为表征参量的冻融土体内部损伤测量主要有两类：直接观测和非接触式观测。直接观测法，如电镜扫描，数字图像等；非接触式观测法如X射线计算机断层成像(CT)和核磁共振成像(NMR)。直接观测法中不可避免的存在对样品的扰动，使得测试结果容易失真。而现有非接触式观测方法，测试成本高，测量效率低。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种简单、快捷、经济，并且可以实现冻融土体内部损伤梯度和各向异性测量的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，在方形冻融土样与冻融方向平行的4个面上沿冻融方向以固定间距排布多个条形电极，条形电极的长度等于冻土土样边长，且条形电极长度方向与冻融方向垂直，在方形冻融土样与冻融方向垂直的2个面上布置平板电极，平板电极尺寸与方形冻融土样各面尺寸相匹配，在条形电极和平板电极与方形冻融土样接触处均涂抹导电银胶，在条形电极和平板电极未与方形冻融土样接触的表面粘附硅橡胶薄膜，硅橡胶薄膜外侧包裹金属模具，每个条形电极和平板电极均连接一根绝缘导线；通过测量条形电极的电阻率分布获得方形冻融土样的冻融损伤梯度，通过测量平板电极的电阻率以及条形电极的电阻率均值获得方形冻融土样的冻融损伤各向异性。
进一步的，所述硅橡胶薄膜为两层，在两层硅橡胶薄膜之间设置空气夹层。
进一步的，所述硅橡胶薄膜尺寸与方形冻融土样各面尺寸相匹配。
进一步的，所述金属模具内腔尺寸与方形冻融土样外形尺寸相匹配。
有益效果：(1)该方法可以实现冻融原状土进行损伤梯度与各向异性测量，也可以实现室内控制冻融条件下重塑土冻融损伤梯度与各向异性测量；(2)冻融土样在冻融过程中电阻率与土样内部损伤有较好的同步性，利用测量电阻率可以实现冻融过程中土样的冻融损伤梯度与各向异性测量。
附图说明
图1为本发明测量方法的工艺布置图；
图中：1、方形冻融土样；2、金属模具；3、条形电极；4、平板电极；5、导电银胶；6、绝缘导线；7、硅橡胶薄膜；8、空气夹层。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所述，本发明冻融损伤梯度与各向异性测量方法：在方形冻融土样1与冻融方向平行的4个面上沿冻融方向以固定间距排布5个条形电极3，条形电极长度等于冻融土样边长，且条形电极3长度方向与冻融方向垂直，在方形冻融土样1与冻融方向垂直的2个面上布置平板电极4，平板电极4尺寸与方形冻融土样1各面尺寸相匹配，在条形电极3和平板电极4与方形冻融土样1接触处均涂抹导电银胶5，在条形电极3和平板电极4未与冻融土样1接触的表面粘附硅橡胶薄膜7，所述硅橡胶薄膜6尺寸与方形冻融土样1各面尺寸相匹配。本实施例中，所述硅橡胶薄膜7为两层，在两层硅橡胶薄膜7之间设置空气夹层8，通过两层硅橡胶薄膜7和空气夹层8起绝缘保温作用。硅橡胶薄膜7外侧包裹金属模具2，金属模具2内腔尺寸与冻融土样1外形尺寸相匹配。每个条形电极3和平板电极4均连接一根0.2mm的绝缘导线6。通过测量条形电极3的电阻率分布获得方形冻融土样1的冻融损伤梯度；通过测量平板电极4的电阻率以及条形电极3的电阻率均值获得方形冻融土样1的冻融损伤各向异性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，其特征在于：在方形冻融土样（1）与冻融方向平行的4个面上沿冻融方向以固定间距排布多个条形电极（3），条形电极（3）的长度等于冻土土样（1）边长，且条形电极（3）长度方向与冻融方向垂直，在方形冻融土样（1）与冻融方向垂直的2个面上布置平板电极（4），平板电极（4）尺寸与方形冻融土样（1）各面尺寸相匹配，在条形电极（3）和平板电极（4）与方形冻融土样（1）接触处均涂抹导电银胶（5），在条形电极（3）和平板电极（4）未与方形冻融土样（1）接触的表面粘附硅橡胶薄膜（7），硅橡胶薄膜（7）外侧包裹金属模具（2），每个条形电极（3）和平板电极（4）均连接一根绝缘导线（6）；通过测量条形电极（3）的电阻率分布获得方形冻融土样（1）的冻融损伤梯度，通过测量平板电极（4）的电阻率以及条形电极（3）的电阻率均值获得方形冻融土样（1）的冻融损伤各向异性。
2.根据权利要求1所述的一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，其特征在于：所述硅橡胶薄膜（7）为两层，在两层硅橡胶薄膜（7）之间设置空气夹层（8）。
3.根据权利要求1或2所述的一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，其特征在于：所述硅橡胶薄膜（6）尺寸与方形冻融土样（1）各面尺寸相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种冻融损伤梯度与各向异性测量方法，其特征在于：所述金属模具（9）内腔尺寸与方形冻融土样（1）外形尺寸相匹配。
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