CN108333090A - 一种含孔隙砂孔隙比的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种含孔隙砂孔隙比的测定方法，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

一种含孔隙砂孔隙比的测定方法

技术领域

本发明是一种含孔隙砂孔隙比的测定方法，属于测量测试技术领域。

背景技术

含孔隙砂，主要指内孔丰富，试样中除了颗粒与颗粒之间的孔隙(即外孔隙)外，部分大颗粒表面有不规则敞口孔隙，颗粒内部还有若干不规则封闭孔隙的物质。

含孔隙砂多发育于热带海洋，是一种特殊的岩土介质。其广泛见于我国的南海群岛、西沙群岛、马尔代夫等地。国内现有的仪器和方法均无法测定此类表面含敞口孔隙及内部含密闭孔隙的砂。研究此类含孔隙砂的孔隙比，对于后续的工程设计与施工，奠定了重要基础。可广泛用于工程建设、国防建设、海洋渔业资源开发以及海底石油开发等领域。

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含孔隙砂孔隙比的测定方法，其目的是无需特别的仪器和苛刻的使用条件，可分别求出含孔隙砂的各类型孔隙体积和孔隙比，在工程现场即可操作完成。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种含孔隙砂孔隙比的测定方法，其特征在于：取含孔隙砂的试样，假定试样的总体积为V、固体颗粒体积为V_s、其封闭内孔隙体积为V_i、表面不规则敞口孔隙体积为V_o、颗粒与颗粒之间体积为V_z；该测定方法的步骤如下：

步骤一、将试样完全粉碎至颗粒状以使其所有内孔隙都被打开，用比重瓶法测得其比重，以试验的平均值ρ_s作为该含孔隙砂固体颗粒密度；

步骤二、使用量筒装入试样，摇动至密实，读取量筒刻度，得到试样总体积V；

步骤三、称量步骤二的试样，得到湿质量m₁，烘干后再称量，得到干质量m₂，计算试样的含水率w，计算公式为：w＝(m₁-m₂)/m₂*100％；

步骤四、计算试样的固体颗粒体积V_s，公式为：V_s＝m₂/ρ_s；

步骤五、用蜡封法测定试样中含孔隙砂的总体积V₁，步骤如下：

5.1称量得干试样+蜡质量m₃，瓶+液总质量m₄，瓶、液、干试样+蜡总质量m₅；

5.2求得干土+蜡的比重ρ_s2＝m₃/(m₃+m₄-m₅)；

5.3则蜡和干土的总体积V₂＝m₂/ρ_s2；

5.4已知蜡的比重ρ_n＝0.92，则蜡的体积V₃＝(m₃-m₂)/ρ_n；

5.5孔隙砂的总体积V₁＝V₂-V₃；

步骤六、计算得到试样中颗粒与颗粒之间的体积V_z＝V-V₁；

步骤七、7.含孔隙砂试样全部内孔隙(包括封闭内孔隙V_i和表面不规则敞口孔隙V_o)体积V_k＝V₁-V_s；

步骤八、求试样封闭内孔隙V_i，步骤如下：

8.1量筒中称取一定体积的煤油(或汽油，或酒精)溶液，读取溶液体积V₄。

8.2把该干砂试样放入溶液中(确保其全部浸入溶液中)，读取此时的液面刻度V₅。

8.3计算得试样封闭内孔隙体积V_i＝V₅-V₄-V_s；

步骤九、计算得含砂孔隙表面不规则敞口孔隙体积V_o＝V_k-V_i，

最后，运用孔隙比公式e＝V_z/V_s1，得出其孔隙比e。

本发明方法可分别求出含孔隙砂的各类型孔隙体积，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：

该种含孔隙砂孔隙比的测定方法，其特征在于：取含孔隙砂的试样，假定试样的总体积为V、固体颗粒体积为V_s、其封闭内孔隙体积为V_i、表面不规则敞口孔隙体积为V_o、颗粒与颗粒之间体积为V_z；该测定方法的步骤如下：

步骤一、将试样完全粉碎至颗粒状以使其所有内孔隙都被打开，用比重瓶法测得其比重，以试验的平均值ρ_s作为该含孔隙砂固体颗粒密度；

步骤二、使用量筒装入试样，摇动至密实，读取量筒刻度，得到试样总体积V；

步骤三、称量步骤二的试样，得到湿质量m₁，烘干后再称量，得到干质量m₂，计算试样的含水率w，计算公式为：w＝(m₁-m₂)/m₂*100％；

步骤四、计算试样的固体颗粒体积V_s，公式为：V_s＝m₂/ρ_s；

步骤五、用蜡封法测定试样中含孔隙砂的总体积V₁，步骤如下：

5.1称量得干试样+蜡质量m₃，瓶+液总质量m₄，瓶、液、干试样+蜡总质量m₅；

5.2求得干土+蜡的比重ρ_s2＝m₃/(m₃+m₄-m₅)；

5.3则蜡和干土的总体积V₂＝m₂/ρ_s2；

5.4已知蜡的比重ρ_n＝0.92，则蜡的体积V₃＝(m₃-m₂)/ρ_n；

5.5孔隙砂的总体积V₁＝V₂-V₃；

步骤六、计算得到试样中颗粒与颗粒之间的体积V_z＝V-V₁；

步骤七、7.含孔隙砂试样全部内孔隙(包括封闭内孔隙V_i和表面不规则敞口孔隙V_o)体积V_k＝V₁-V_s；

步骤八、求试样封闭内孔隙V_i，步骤如下：

8.1量筒中称取一定体积的煤油(或汽油，或酒精)溶液，读取溶液体积V₄。

8.2把该干砂试样放入溶液中(确保其全部浸入溶液中)，读取此时的液面刻度V₅。

8.3计算得试样封闭内孔隙体积V_i＝V₅-V₄-V_s；

步骤九、计算得含砂孔隙表面不规则敞口孔隙体积V_o＝V_k-V_i，

最后，运用孔隙比公式e＝V_z/V_s1，得出其孔隙比e。

本发明所述方法简便易懂，并且易于操作，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。

Claims (1)

1.一种含孔隙砂孔隙比的测定方法，其特征在于：取含孔隙砂的试样，假定试样的总体积为V、固体颗粒体积为V_s、其封闭内孔隙体积为V_i、表面不规则敞口孔隙体积为V_o、颗粒与颗粒之间体积为V_z；该测定方法的步骤如下：

步骤一、将试样完全粉碎至颗粒状以使其所有内孔隙都被打开，用比重瓶法测得其比重，以试验的平均值ρ_s作为该含孔隙砂固体颗粒密度；

步骤二、使用量筒装入试样，摇动至密实，读取量筒刻度，得到试样总体积V；

步骤三、称量步骤二的试样，得到湿质量m₁，烘干后再称量，得到干质量m₂，计算试样的含水率w，计算公式为：w＝(m₁-m₂)/m₂*100％；

步骤四、计算试样的固体颗粒体积V_s，公式为：V_s＝m₂/ρ_s；

步骤五、用蜡封法测定试样中含孔隙砂的总体积V₁，步骤如下：

5.1称量得干试样+蜡质量m₃，瓶+液总质量m₄，瓶、液、干试样+蜡总质量m₅；

5.2求得干土+蜡的比重ρ_s2＝m₃/(m₃+m₄-m₅)；

5.3则蜡和干土的总体积V₂＝m₂/ρ_s2；

5.4已知蜡的比重ρ_n＝0.92，则蜡的体积V₃＝(m₃-m₂)/ρ_n；

5.5孔隙砂的总体积V₁＝V₂-V₃；

步骤六、计算得到试样中颗粒与颗粒之间的体积V_z＝V-V₁；

步骤七、7.含孔隙砂试样全部内孔隙(包括封闭内孔隙V_i和表面不规则敞口孔隙V_o)体积V_k＝V₁-V_s；

步骤八、求试样封闭内孔隙V_i，步骤如下：

8.1量筒中称取一定体积的煤油(或汽油，或酒精)溶液，读取溶液体积V₄。

8.2把该干砂试样放入溶液中(确保其全部浸入溶液中)，读取此时的液面刻度V₅。

8.3计算得试样封闭内孔隙体积V_i＝V₅-V₄-V_s；

步骤九、计算得含砂孔隙表面不规则敞口孔隙体积V_o＝V_k-V_i，

最后，运用孔隙比公式e＝V_z/V_s1，得出其孔隙比e。