CN107957391A - 一种珊瑚砂内孔隙测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种珊瑚砂内孔隙测量方法，主要用于求含颗粒与颗粒之间孔隙(外孔隙)、颗粒表面不规则敞口孔隙、以及颗粒内部不规则封闭孔隙的体积，进而得出该类型试样的孔隙比。该方法简便易懂，并且易于操作。该发明填补了对于计算含孔隙砂各孔隙体积计算的空白，对后续的工程设计与施工，国防建设等领域具有深远的意义。

Description

一种珊瑚砂内孔隙测量方法
技术领域
本发明是一种珊瑚砂内孔隙测量方法，属于测量技术领域。
背景技术
珊瑚砂，就是指珊瑚或贝壳碎片，具持续释放碳酸钙的特性，形状、颗粒大小不均。珊瑚砂内孔隙丰富，不仅在砂体表面有大的敞口孔隙，砂体内部还有密闭的孔隙。
珊瑚砂是发育于热带海洋的一种特殊的岩土介质，广泛见于我国的南海群岛、西沙群岛、马尔代夫等地。现场测试发现，珊瑚砂实际标贯击数较低，证明其性能较脆，但其他的力学性能指标均较相同标贯击数的普通砂土性能好。国内现行的砂土求孔隙的方法中，均未考虑内孔隙尤其是密闭的内孔隙。
深入研究珊瑚砂的物理力学性质，对珊瑚岛礁的工程设计和施工，加强国防建设等方面具有重大的意义。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种珊瑚砂内孔隙测量方法，其目的是针对珊瑚砂孔隙丰富的特点，这些孔隙包括珊瑚砂颗粒与颗粒之间的孔隙(外空隙)，以及砂体表面不规则的敞口孔隙与砂体内部的密闭孔隙，在准确区分各孔隙的基础上，采取不同的试验方法分别求出各类型孔隙的体积。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种珊瑚砂内孔隙测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一、开挖一矩形试坑，用珊瑚砂填满试坑，即得珊瑚砂试样的总体积V；
步骤二、试验测得珊瑚砂的湿密度ρ和干密度ρd，计算得到珊瑚砂的含水率w，计算公式为w＝100*(ρ/ρd-1)；
步骤三、使用口径为2mm筛网分离出珊瑚砂试样的小颗粒固体，测定其体积Vs1，步骤如下：
3.1称量求得小颗粒固体湿土质量m，通过公式计算得干土质量m1＝m/(w/100+1)；
3.2根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，根据公式计算得Vs1＝m1/ρs1求得；
步骤四、使用口径为2mm筛网分离出试样的珊瑚砂大颗粒固体，测定其体积V2，步骤如下：
4.1称量求得大颗粒固体湿土质量m2，通过公式计算得干土质量m3＝m2/(w/100+1)；
4.2取珊瑚砂大颗粒固体，称量质量为m4，用于接下来的蜡封法试验；
4.3用步骤4.2所取的珊瑚砂大颗粒固体采用蜡封法求干土+蜡的总体积V3，步骤如下：
4.3.1称量求得干土试验+蜡的质量m6、瓶、液体、干土+蜡的总质量m8；
4.3.2求得干土+蜡的比重ρs2＝m6/(m6+m7-m8)；
4.3.3求得蜡和干土的总体积V3＝m6/ρs2；
4.4蜡的比重经验值取ρn＝0.92，则蜡的体积V4＝(m6-m4)/ρn；
4.5蜡封法试样干土体积V5＝V3-V4；
4.6试坑内珊瑚砂大颗粒总体积V2＝m3*V5/m4；
步骤五、根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，求得珊瑚砂大颗粒固体颗粒体积Vs2＝m3/ρs1；
步骤六、求得珊瑚砂大颗粒内孔隙体积Vk2＝V2-Vs2；
步骤七、该珊瑚砂试样中珊瑚砂固体小颗粒内孔隙体积Vk1＝0.1(V-Vs1-V2)；
步骤八、该珊瑚砂试样中颗粒与颗粒之间的体积Vz＝V-Vs1-V2-Vk1；
步骤九、求得珊瑚砂的孔隙比e＝Vz/(Vs1+Vs2)。
本发明方法可分别求出珊瑚砂各类型孔隙体积，再根据各孔隙的孔隙体积，求出孔隙比。该方法操作简便，无繁琐的计算工作，易于理解和推广。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
1.一种珊瑚砂内孔隙测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一、开挖一矩形试坑，用珊瑚砂填满试坑，即得珊瑚砂试样的总体积V；
步骤二、采用《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)中的原位密度试验测得珊瑚砂的湿密度ρ和干密度ρd，计算得到珊瑚砂的含水率w，计算公式为w＝100*(ρ/ρd-1)；
步骤三、使用口径为2mm筛网分离出珊瑚砂试样的小颗粒固体，测定其体积Vs1，步骤如下：
3.1称量求得小颗粒固体湿土质量m，通过公式计算得干土质量m1＝m/(w/100+1)；
3.2根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，根据公式计算得Vs1＝m1/ρs1求得；
步骤四、使用口径为2mm筛网分离出试样的珊瑚砂大颗粒固体，测定其体积V2，步骤如下：
4.1称量求得大颗粒固体湿土质量m2，通过公式计算得干土质量m3＝m2/(w/100+1)；
4.2取珊瑚砂大颗粒固体，称量质量为m4，用于接下来的蜡封法试验；
4.3用步骤4.2所取的珊瑚砂大颗粒固体采用《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)中的蜡封法求干土+蜡的总体积V3，步骤如下：
4.3.1称量求得干土试验+蜡的质量m6、瓶、液体、干土+蜡的总质量m8；
4.3.2求得干土+蜡的比重ρs2＝m6/(m6+m7-m8)；
4.3.3求得蜡和干土的总体积V3＝m6/ρs2；
4.4蜡的比重经验值取ρn＝0.92，则蜡的体积V4＝(m6-m4)/ρn；
4.5蜡封法试样干土体积V5＝V3-V4；
4.6试坑内珊瑚砂大颗粒总体积V2＝m3*V5/m4；
步骤五、根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，求得珊瑚砂大颗粒固体颗粒体积Vs2＝m3/ρs1；
步骤六、求得珊瑚砂大颗粒内孔隙体积Vk2＝V2-Vs2；
步骤七、该珊瑚砂试样中珊瑚砂固体小颗粒内孔隙体积Vk1＝0.1(V-Vs1-V2)；
步骤八、该珊瑚砂试样中颗粒与颗粒之间的体积Vz＝V-Vs1-V2-Vk1；
步骤九、求得珊瑚砂的孔隙比e＝Vz/(Vs1+Vs2)。

Claims (1)

1.一种珊瑚砂内孔隙测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一、开挖一矩形试坑，用珊瑚砂填满试坑，即得珊瑚砂试样的总体积V；
步骤二、试验测得珊瑚砂的湿密度ρ和干密度ρd，计算得到珊瑚砂的含水率w，计算公式为w＝100*(ρ/ρd-1)；
步骤三、使用口径为2mm筛网分离出珊瑚砂试样的小颗粒固体，测定其体积Vs1，步骤如下：
3.1称量求得小颗粒固体湿土质量m，通过公式计算得干土质量m1＝m/(w/100+1)；
3.2根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，根据公式计算得Vs1＝m1/ρs1求得；
步骤四、使用口径为2mm筛网分离出试样的珊瑚砂大颗粒固体，测定其体积V2，步骤如下：
4.1称量求得大颗粒固体湿土质量m2，通过公式计算得干土质量m3＝m2/(w/100+1)；
4.2取珊瑚砂大颗粒固体，称量质量为m4，用于接下来的蜡封法试验；
4.3用步骤4.2所取的珊瑚砂大颗粒固体采用蜡封法求干土+蜡的总体积V3，步骤如下：
4.3.1称量求得干土试验+蜡的质量m6、瓶、液体、干土+蜡的总质量m8；
4.3.2求得干土+蜡的比重ρs2＝m6/(m6+m7-m8)；
4.3.3求得蜡和干土的总体积V3＝m6/ρs2；
4.4蜡的比重经验值取ρn＝0.92，则蜡的体积V4＝(m6-m4)/ρn；
4.5蜡封法试样干土体积V5＝V3-V4；
4.6试坑内珊瑚砂大颗粒总体积V2＝m3*V5/m4；
步骤五、根据珊瑚砂密度ρs1的经验值2.78，求得珊瑚砂大颗粒固体颗粒体积Vs2＝m3/ρs1；
步骤六、求得珊瑚砂大颗粒内孔隙体积Vk2＝V2-Vs2；
步骤七、该珊瑚砂试样中珊瑚砂固体小颗粒内孔隙体积Vk1＝0.1(V-Vs1-V2)；
步骤八、该珊瑚砂试样中颗粒与颗粒之间的体积Vz＝V-Vs1-V2-Vk1；
步骤九、求得珊瑚砂的孔隙比e＝Vz/(Vs1+Vs2)。
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