CN113552162B - 一种基于核磁扫描的crs温控固结系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统及方法，属于海洋岩土工程领域。该系统包括连续加荷装置、固结室、温度控制装置、计算机和数据采集与处理系统和核磁共振扫描装置。本发明应用加热制冷器和微型循环泵进行控温；采用耐高温的有机玻璃制作固结室，可以在固结过程中进行核磁共振扫描，观察固结过程中土的微观结构变化；并且采用两个半圆形限位块结合限制加压杆的位移，避免了在核磁扫描时，土体回弹对扫描结果以及后续试验造成影响；有机玻璃材料的使用还有利于在固结过程中观察固结室内，有利于试验的进行。本发明采用恒应变速率固结方法，大大提高了固结试验的速度；本发明还可以探究温度对固结试验的影响。

Description

一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统及方法

技术领域

本发明属于海洋岩土工程领域，涉及一种CRS温控固结系统及方法，具体涉及一种可以进行原位核磁扫描土体的CRS温控固结系统及方法。

背景技术

海底海洋土是一种软黏质土，强度极低，吸力锚等结构直接作用于海底海洋土；海洋土中含有硅藻等微生物残骸，结构性较强。海洋土有别于陆地黏土，所以对海洋土各种特性的研究对于海洋资源的勘探与开采具有重要意义。原有的固结试验只能对温度进行控制，在固结结束后将试样取出，放入核磁扫描内进行扫描，但是取样过程不可避免的会对试样产生扰动，外部应力条件发生改变也会对土样造成影响，且无法观察固结过程中的结构变化，这对于强度低、结构性强且含有微生物残骸的海洋土来说，存在着明显的不足之处。

近年来，X光断层扫描和CT扫描已经应用于观察非饱和土颗粒材料，但对于黏土材料，X光断层扫描和CT扫描精度不足以对黏土颗粒及其孔隙进行分辨，不能应用于黏土。核磁共振仪有着分辨率高的优点，且核磁共振仪在对土体进行扫描时不会对土体造成扰动。核磁共振是利用原子核自旋运动的特点，在外加强磁场，用特定频率的射频脉冲，进行激发质子，质子吸收一定量的能而产生共振，停止发射射频脉冲后，被激发的质子，把所吸收的能量逐渐释放出来，用探测器检测并输入计算机，通过某些算法处理、生成图像。在固结试验中，土要完全水饱和，所以氢质子就是很好的信号载体。

基于以上问题，本发明提供一种基于核磁扫描的CRS(恒应变速率)温控固结系统及方法。该系统采用步进式电机，应用加热制冷器和微型循环泵进行控温；采用耐高温的有机玻璃制作固结室，可以在固结过程中进行核磁共振扫描，观察固结过程中土的微观结构变化；将核磁扫描后获得的定向概率熵H_m与固结系数C_v建立联系，对于探究海洋黏土固结的微观机理具有重要意义。

发明内容

为了探究黏土固结过程中微观结构变化，探究温度变化对固结的影响，以及加快固结实验的速度，本发明提出了一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统及试验方法。

本发明的技术方案为：

一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，包括连续加荷装置、固结室、温度控制装置、计算机和数据采集与处理系统和核磁共振扫描装置。

所述的连续加荷装置，用于对土体施加荷载；包括加载架4、操作台5、步进式电机6和加压杆7。其中，加载架4固定在操作台5上，其为两个竖向圆杆与水平横梁相连组成的简支梁结构。步进式电机6安装在加载架4的水平横梁中部，步进式电机6下连接轴压传感器2，轴压传感器2下连接一凹槽式螺母8，其凹槽用于限制加压杆7水平位移，便于拆卸；加压杆7杆身进行磨砂处理。高精度测位计1反向固定在步进式电机6上，其测头与加载架4的水平横梁接触，用于测量高精度侧位计与水平横梁的距离，从而得到竖向位移。

所述的固结室，用于放置固结试样；包括底座9、有机玻璃罩10、护环11、阀I13、阀II 14、阀III 15和阀Ⅳ16。其中，底座9置于操作台5上，底座9上设有用于固定护环11的圆环凹槽，圆环凹槽底放置一环形橡胶圈，用于保证密闭性。护环11内依次放置透水石、滤纸、试样、滤纸、透水石，加压杆7直接作用在透水石上。底座9上设有中心孔，中心孔分为两端，一端依次连接阀I13和孔压传感器3，用于测量固结过程产生的超孔压；另一端连接阀II14，用于排水。护环外的底座9两侧对称设有两个孔道，分别连接阀III 15和阀Ⅳ16。有机玻璃罩10通过六个有机玻璃质的螺丝安装在底座9的圆形台阶上；为了保证有机玻璃罩和底座之间的密闭性，底座9的圆形台阶与有机玻璃罩10间固定有环形橡胶圈17。有机玻璃罩10顶部设有用于通过加压杆7的圆孔，圆孔直径大于加压杆7直径，避免由于摩擦引起误差。两个半圆环形限位块18与有机玻璃罩10顶部的圆形凸起倒角配合，用于限制加压杆7移动。

所述的温度控制装置，用于控制固结室内温度；包括加热制冷器19和微型循环泵20。经过加热制冷器19后的水通过微型循环泵20从阀III 15进入固结室，从阀Ⅳ16流出固结室，构成循环结构，来控制固结温度。在固结室外套上保温罩，保温罩是由保温棉制作，更有利于保温。

所述的计算机和数据采集与处理系统，用于收集传感器的数据并处理；包括数据采集模块和自动处理模块。其中，数据采集模块连接高精度侧位计1、轴压传感器2和孔压传感器3，收集各个传感器的数据；自动处理模块与数据采集模块连接，可以实时生成轴向位移、孔压和轴压随时间的图像。

所述的核磁共振扫描装置，原位扫描土体，生成土体固结方向和垂直固结方向的图像，对扫描后的生成的图像分析，获得土颗粒的等效直径d、丰度C、圆形度e、分形维数D_f和定向概率熵H_m。

进一步的，所述的加压杆7、底座9、有机玻璃罩10、护环11、阀I13、阀II 14、阀III15、阀Ⅳ16和限位块18均为有机玻璃材料，便于核磁共振扫描，同时也便于观察固结土体。

一种基于核磁扫描的CRS温控固结测试方法，包括以下步骤：

步骤1：试样在装样前经过足够时间的浸泡；浸泡结束后、装样前，计算试样的初始孔隙比e₀：

其中，ρ_w为水密度，G_s为土重度，ω₀为含水量，ρ₀为试样密度。

步骤2：首先打开计算机和数据采集与处理系统；然后，将底座9置于操作台5上，将环形橡胶圈和护环11安装在底座9的圆环凹槽内，护环11内放置透水石，此时阀II 14关闭，通过阀I13向底座9中心孔内通无气水，保证透水石以及中间通道的管线充满水；通满之后关闭阀I13，连接阀I13与孔压传感器3，并打开阀I13，将孔压传感器3清零；再在护环11内依次放置滤纸、试样、滤纸、透水石、加压杆7；将有机玻璃罩10固定在底座9上。先将轴压传感器2清零，步进式电机6再缓缓落下，直至轴向应力为1kPa时，立即停止，再将高精度测位计1清零。

步骤3：通过阀III 15注入无气水，直至距离有机玻璃罩10顶1cm停止，关闭阀III15；套上固结室的保温罩；打开阀III 15、阀Ⅳ16、加热制冷器19和微型循环泵20，控制温度至目标温度。

步骤4：打开阀II14排水，打开步进式电机6控制应变速率，进行固结。

步骤5：在固结过程中或固结完成后，停止步进式电机6，记录轴力大小；关闭阀I13、阀II 14、阀III 15和阀Ⅳ16；取下固结室的保温罩，取下各个管线；用限位块18固定加压杆7，防止加压杆7在核磁共振扫描过程中回弹；步进式电机6上升，取出固结室。

步骤6：将固结室放入核磁共振扫描装置内进行扫描，生成土体固结方向和垂直固结方向两个截面的图像；对扫描后生成的图像，计算黏土颗粒的等效直径d、丰度C、圆形度e、分形维数D_f和定向概率熵H_m，计算公式如下：

(1)黏土颗粒的等效直径d为

式中，A为结构单元体或孔隙的实际面积。一般来说，将结构单元体或孔隙的等效直径按照如下区间进行划分：d＜1μm、1≤d＜2μm、2≤d＜5μm、5≤d＜10μm、d≥10μm。

(2)丰度C是指一个平面图形中短轴与长轴的比值：

式中，B和L分别为结构单元体或孔隙的短轴值和长轴值。

(3)圆形度e描述结构单元体或孔隙形状接近圆形的程度：

式中，l表示结构单元体或孔隙的周长。

(4)对于任意结构单元体或孔隙，其周长与面积的关系表示为：

式中：D_f为分形维数，l(ε)为单元体周长，A(ε)为单元体面积，α为系数。

(5)定向概率熵H_m反映黏性土结构单元体或孔隙排列的有序性，定向概率熵的计算公式如下：

式中，P_k(θ)为定向频率，表示结构单元体或孔隙在某一方向的分布概率；m_k为结构单元体或孔隙在第k个方向区间的个数，一般将结构单元体或孔隙的角度等分为n个方向区间，一般取n＝18；M为结构单元体或孔隙的总数量；θ为每个方向区间的角度范围。

步骤7：将固结室放回操作台5上，连接管线，打开阀I13、阀II 14、阀III15和阀Ⅳ16，将加压杆7安装在轴压传感器2上，步进式电机6缓缓下落，直至轴力达到卸载之前的值，立即停止步进式电机6，取下限位块18，解开对加压杆7的约束，继续试验。

步骤8：试验结束后根据获得的数据计算试样任意时刻的孔隙比e_i和有效压力σ'_i；再根据初始孔隙比e₀、任意时刻的孔隙比e_i和有效压力σ_i'计算土体的固结参数E_s、m_v、a_v、C_c、C_s、C_v。

(1)试验过程中任意时刻试样的孔隙比e_i为：

任意时刻试样的有效压力σ'_i为：

其中，Δh为试样高度的变化，h₀为试样的初始高度。σ'_i为任意时刻试样上的有效压力(kPa)，σ_i为任意时刻试样上施加的总压力(kPa)，u_b为任意时刻试样底部的孔隙水压力(kPa)。

(2)某一压力范围内的压缩模量E_s、体积压缩模量m_v和压缩系数a_v按下式计算：

压缩指数C_c和回弹指数C_s按下式计算：

任意时刻的固结系数C_v按下式计算：

其中，Δε为两个数据间的应变变化(％)，h为两个数据间的试样平均高度(cm)，Δt为两个数据间的历时(s)，u'_b为两个数据间试样底部测得的孔隙水压力平均值(kPa)。

步骤9：固结过程中定向概率熵H_m和固结系数C_v会发生变化，定向概率熵越低，表明土颗粒分布越均匀，土固结的越好；将步骤6获得的定向概率熵H_m和步骤8获得的固结系数C_v建立联系：

其中，C_vt为固结过程中试样的固结系数，C_v0为试样的初始固结系数，H_mt为固结过程中试样的定向概率熵，H_m0为试样的初始定向概率熵。

本发明的有益效果：本发明提出的固结室，其底座、有机玻璃罩、阀和加压杆等均采用有机玻璃制作，可以在试验过程中或者试验结束后，直接放入核磁扫描仪内进行扫描，生成土体固结方向和垂直固结方向两个截面的图像，可以探究在固结过程中海洋土颗粒的变化，为确定固结机理提供依据；并且采用两个半圆形限位块结合限制加压杆的位移，避免了在核磁扫描时，土体回弹对扫描结果以及后续试验造成影响；有机玻璃材料的使用还有利于在固结过程中观察固结室内，有利于试验的进行。本发明采用恒应变速率固结方法，大大提高了固结试验的速度；本发明还可以探究温度对固结试验的影响。

附图说明

图1是本发明所述系统的示意图。

图2是固结室的示意图。

图3是有机玻璃罩顶和限位块的示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图。

图中：1高精度侧位计；2轴压传感器；3孔压传感器；4加载架；5操作台；6步进式电机；7加压杆；8凹槽式螺母；9底座；10有机玻璃罩；11护环；12滤纸和透水石；13阀I；14阀II；15阀III；16阀Ⅳ；17环形橡胶圈；18限位块；19加热制冷器；20微型循环泵。

具体实施方式

以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式，但不用于限定本发明。

如图1所示，一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，包括连续加荷装置，用于对土体施加荷载；固结室，用于放置固结试样；温度控制装置，用于控制固结室内温度；检测系统，测量固结过程中的孔压、轴力、轴向位移；计算机和数据采集与处理系统，收集传感器的数据并处理；核磁共振扫描装置，原位扫描土体，生成土体固结方向和垂直固结方向的图像。

采用上述系统进行试验的方法，包括以下步骤：

步骤1：固结前，土要保证饱和度足够高，所以在装样前要经过足够时间的浸泡。浸泡结束后、装样前，计算试样的初始孔隙比：

步骤2：首先打开计算机和数据采集与处理系统；然后，将连续加荷装置的加载架4固定在操作台5上；依次安装步进式电机6、轴压传感器2、凹槽式螺母8和高精度测位计1。

将底座9置于操作台5上，将环形橡胶圈17和护环11安装在底座9的圆环凹槽内，护环11内放置透水石，此时阀II 14关闭，通过阀I13向底座9中心孔内通无气水，保证透水石以及中间通道的管线充满水；通满之后关闭阀I13，连接阀I13与孔压传感器3，并打开阀I13，将孔压传感器3清零；在护环11内依次放置滤纸、试样、滤纸和透水石12，再放上加压杆7；在放置有机玻璃罩10时注意不要碰到加压杆7，以免对试样产生扰动，用六个有机玻璃质螺丝将有机玻璃罩10固定在底座9上。先将轴力清零，步进式电机6再缓缓落下，直至轴向应力为1kPa时，立即停止，再将位移清零。

步骤3：将阀III 15打开，阀Ⅳ16关闭；通过阀III 15注入无气水，直至无气水距离有机玻璃罩10顶1cm停止，关闭阀III 15；套上固结室的保温罩；连接阀III 15、阀Ⅳ16与温度控制装置的管线，打开阀III 15、阀Ⅳ16、加热制冷器19和微型循环泵20，控制温度至目标温度。

步骤4：打开阀II14排水，选择合适的应变速率，控制步进式电机6进行加载。加载过程中注意，在任何时间试样底部产生的超孔隙水压力为施加垂直应力的3％～20％。试验时，当超孔隙水压力值超出建议的范围时，可适当调整应变速率。在做回弹或卸荷特性时，试样在等于加荷时的应变速率条件下卸荷。试验中试样任意时刻的孔隙比e_i和有效压力σ'_i按下式计算：

其中，σ'_i为任意时刻试样上的有效压力(kPa)，σ_i为任意时刻试样上施加的总压力(kPa)，u_b为任意时刻试样底部的孔隙水压力(kPa)。

步骤5：在固结过程中或固结完成后，停止步进式电机6，记录轴力大小；关闭阀I13、阀II 14、阀III 15和阀Ⅳ16，取下固结室的保温罩，取下各个管线；把两个限位块18放在有机玻璃罩10顶的圆形凸起倒角上，拧紧螺丝，以固定加压杆7，防止加压杆7在核磁共振扫描过程中回弹；步进式电机6上升，取出固结室。

步骤6：将固结室放入核磁共振扫描装置内进行扫描，生成土体固结方向和垂直固结方向两个截面的图像。一般黏土的超孔压的消散很慢，但尽量操作快一点，以免对试样产生影响。

对核磁共振扫描生成的图像进行处理分析，计算土颗粒的等效直径d、丰度C、圆形度e、分形维数D_f和定向概率熵H_m。

步骤7：将固结室放回操作台5上，连接阀III 15、阀Ⅳ16与温度控制装置的管线，打开阀III 15和阀Ⅳ16，继续控制温度；连接阀I13与孔压传感器3，打开阀I13；将加压杆7固定在轴压传感器2上，步进式电机6缓缓下落，直至轴力达到卸载之前的值，立即停止步进式电机6，取下限位块18，解开对加压杆7的约束，继续试验。

步骤8：试验结束后，按顺序拆样。根据收集的数据计算孔隙比e_i和有效压力σ'_i；再根据初始孔隙比、任意时刻的孔隙比和有效压力计算土体的固结参数E_s、m_v、a_v、C_c、C_s、C_v：

其中，Δε为两个数据间的应变变化(％)，h为两个数据间的试样平均高度(cm)，Δt为两个数据间的历时(s)，u'_b为两个数据间试样底部测得的孔隙水压力平均值(kPa)。

步骤9：将获得的定向概率熵H_m和固结系数C_v建立联系：

其中，C_vt为固结过程中试样的固结系数，C_v0为试样的初始固结系数，H_mt为固结过程中试样的定向概率熵，H_m0为试样的初始定向概率熵。

Claims (6)

1.一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，其特征在于，该系统包括连续加荷装置、固结室、温度控制装置、计算机和数据采集与处理系统和核磁共振扫描装置；

所述的连续加荷装置包括加载架(4)、操作台(5)、步进式电机(6)和加压杆(7)；其中，加载架(4)固定在操作台(5)上，其为两个竖向圆杆与水平横梁相连组成的简支梁结构；步进式电机(6)安装在加载架(4)的水平横梁中部，步进式电机(6)下依次连接轴压传感器(2)和凹槽式螺母(8)，通过凹槽式螺母(8)的凹槽限制加压杆(7)水平位移；高精度测位计(1)反向固定在步进式电机(6)上，其测头与加载架(4)的水平横梁接触，用于测量其与水平横梁的距离，从而得到竖向位移；

所述的固结室包括底座(9)、有机玻璃罩(10)、护环(11)和阀；其中，底座(9)置于操作台(5)上；护环(11)固定在底座(9)圆环凹槽上，护环(11)内依次放置透水石、滤纸、试样、滤纸、透水石，加压杆(7)直接作用在透水石上；底座(9)上设有中心孔，中心孔分为两端，一端依次连接阀I(13)和孔压传感器(3)，用于测量固结过程产生的超孔压；另一端连接阀II(14)，用于排水；护环外的底座(9)两侧对称设有两个孔道，分别连接阀III(15)和阀Ⅳ(16)；所述有机玻璃罩(10)安装在底座(9)的圆形台阶上，有机玻璃罩(10)顶部设有用于通过加压杆(7)的圆孔，圆孔直径大于加压杆(7)直径，避免由于摩擦引起误差；

两个半圆环形限位块(18)与有机玻璃罩(10)顶部的圆形凸起倒角配合，限制加压杆移动；

所述的温度控制装置包括加热制冷器(19)和微型循环泵(20)；经过加热制冷器(19)后的水通过微型循环泵(20)从阀III(15)进入固结室，从阀Ⅳ(16)流出固结室，构成循环结构，来控制固结温度；固结室外套有保温罩；

所述的计算机和数据采集与处理系统包括数据采集模块和自动处理模块；其中，数据采集模块连接高精度侧位计(1)、轴压传感器(2)和孔压传感器(3)，收集各个传感器的数据；自动处理模块与数据采集模块连接，实时生成轴向位移、孔压和轴压随时间的图像；

所述的核磁共振扫描装置，原位扫描土体，生成土体固结方向和垂直固结方向的图像，对扫描后生成的图像分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，其特征在于，底座(9)的圆环凹槽上设有环形橡胶圈；底座(9)的圆形台阶与有机玻璃罩(10)间固定有环形橡胶圈(17)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，其特征在于，所述的加压杆(7)、底座(9)、有机玻璃罩(10)、护环(11)、阀和限位块(18)均为有机玻璃材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，其特征在于，加压杆(7)杆身进行磨砂处理。

5.根据权利要求3所述的一种基于核磁扫描的CRS温控固结系统，其特征在于，加压杆(7)杆身进行磨砂处理。

6.一种如权利要求1-5任一所述的基于核磁扫描的CRS温控固结系统的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：试样在装样前进行浸泡；浸泡结束后、装样前，计算试样的初始孔隙比e₀：

其中，ρ_w为水密度，G_s为土重度，ω₀为含水量，ρ₀为试样密度；

步骤2：首先打开计算机和数据采集与处理系统；然后，将底座(9)置于操作台(5)上，将护环(11)安装在底座(9)的圆环凹槽内，护环(11)内放置透水石，此时阀II(14)关闭，通过阀I(13)向底座(9)中心孔内通无气水，保证透水石以及中间通道的管线充满水；通满之后关闭阀I(13)，连接阀I(13)与孔压传感器(3)，并打开阀I(13)，将孔压传感器(3)清零；再在护环(11)内依次放置滤纸、试样、滤纸、透水石、加压杆(7)；将有机玻璃罩(10)固定在底座(9)上；先将轴压传感器(2)清零，步进式电机(6)再缓缓落下，直至轴向应力为1kPa时，立即停止，将位移清零；

步骤3：通过阀III(15)注入无气水，直至距离有机玻璃罩(10)顶1cm停止，关闭阀III(15)；套上固结室的保温罩；打开阀III(15)、阀Ⅳ(16)、加热制冷器(19)和微型循环泵(20)，控制温度至目标温度；

步骤4：打开阀II(14)排水，打开步进式电机(6)控制应变速率，进行固结；

步骤5：在固结过程中或固结完成后，停止步进式电机(6)，记录轴力大小；关闭阀I(13)、阀II(14)、阀III(15)和阀Ⅳ(16)；用限位块(18)固定加压杆(7)，防止加压杆在核磁共振扫描过程中回弹；步进式电机(6)上升，取出固结室；

步骤6：将固结室放入核磁共振扫描装置内进行扫描，生成土体固结方向和垂直固结方向两个截面的图像；对扫描后生成的图像，计算黏土颗粒的等效直径d、丰度C、圆形度e、分形维数D_f和定向概率熵H_m，计算公式如下：

(1)黏土颗粒的等效直径d为

式中，A为结构单元体或孔隙的实际面积；

(2)丰度C是指一个平面图形中短轴与长轴的比值：

式中，B和L分别为结构单元体或孔隙的短轴值和长轴值；

(3)圆形度e描述结构单元体或孔隙形状接近圆形的程度：

式中，l表示结构单元体或孔隙的周长；

(4)对于任意结构单元体或孔隙，其周长与面积的关系表示为：

式中：D_f为分形维数，l(ε)为单元体周长，A(ε)为单元体面积，α为系数；

(5)定向概率熵H_m反映黏性土结构单元体或孔隙排列的有序性，定向概率熵的计算公式如下：

式中，P_k(θ)为定向频率，表示结构单元体或孔隙在某一方向的分布概率；m_k为结构单元体或孔隙在第k个方向区间的个数，将结构单元体或孔隙的角度等分为n个方向区间；M为结构单元体或孔隙的总数量；θ为每个方向区间的角度范围；

步骤7：将固结室放回操作台(5)上，连接管线，打开阀I(13)、阀II(14)、阀III(15)和阀Ⅳ(16)，将加压杆(7)安装在轴压传感器(2)上，步进式电机(6)缓缓下落，直至轴力达到卸载之前的值，立即停止步进式电机(6)，取下限位块(18)，解开对加压杆的约束，继续试验；

步骤8：试验结束后根据获得的数据计算试样任意时刻的孔隙比e_i和有效压力σ_i'；再根据初始孔隙比e₀、任意时刻的孔隙比e_i和有效压力σ_i'计算土体的固结参数E_s、m_v、a_v、C_c、C_s、C_v：

(1)试验过程中任意时刻试样的孔隙比e_i为：

任意时刻试样的有效压力σ_i'为：

其中，Δh为试样高度的变化；h₀为试样的初始高度；σ_i'为任意时刻试样上的有效压力，kPa；σ_i为任意时刻试样上施加的总压力，kPa；u_b为任意时刻试样底部的孔隙水压力，kPa；

(2)某一压力范围内的压缩模量E_s、体积压缩模量m_v和压缩系数a_v按下式计算：

压缩指数C_c和回弹指数C_s按下式计算：

任意时刻的固结系数C_v按下式计算：

其中，Δε为两个数据间的应变变化，％；h为两个数据间的试样平均高度，cm；Δt为两个数据间的历时，s；u'_b为两个数据间试样底部测得的孔隙水压力平均值，kPa；

步骤9：固结过程中定向概率熵H_m和固结系数C_v会发生变化，定向概率熵越低，表明土颗粒分布越均匀，土固结的越好；将步骤6获得的定向概率熵H_m和步骤8获得的固结系数C_v建立联系：

其中，C_vt为固结过程中试样的固结系数，C_v0为试样的初始固结系数，H_mt为固结过程中试样的定向概率熵，H_m0为试样的初始定向概率熵。

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