CN115541851B - 非饱和土多场耦合的持水能力测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法及系统,涉及岩土测量技术的领域，其包括获取溶液种类信息以及需求浓度信息；根据需求浓度信息、溶液种类信息以及溶液总量信息确定溶质质量信息以及溶剂质量信息，并进行溶液调配，且将调配完成后的溶液输入至土样测量仓以实现溶液的循环；于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；根据土样变形量数值信息、含水率信息以及特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息。本申请具有较为方便且准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行测量的效果。

Description

非饱和土多场耦合的持水能力测量方法及系统

技术领域

本申请涉及岩土测量技术的领域，尤其是涉及一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法及系统。

背景技术

在土体环境（不同的化学作用、水力作用、力学作用、温度作用）下，土体中孔隙溶液及孔隙结构会发生变化，这些变化会进一步影响土体的力学性质。在沿海地区中，土体受盐浓度较高的地下水侵蚀较为严重；在高放射性核废物深地质处置库处，土体还长期处于化学-水力-力学-温度耦合作用下，因此，综合在实际工程中非饱和土所处环境不同，测量非饱和土在多场耦合作用下持水能力变化情况对我国沿海工程以及高放废物深地质处置库屏障系统设计和长期安全评价具有重要的参考价值。

相关技术中，在土样的持水能力测量试验中，工作人员根据实际情况以手动调配以及更换对应的化学溶液，以实现对化学作业影响情况进行模拟，从而实现对多场（化学作用、水力作用、力学作用、温度作用）耦合作用下土样的持水能力变化情况进行测试。

针对上述中的相关技术，发明人认为由于水化作用及吸力平衡都是一个试验周期较为长的过程，所采用的人工手动调配、更换化学溶液的方法不仅消耗人力，而且无法确保溶液浓度一致性、精准性，容易导致测量误差，因此亟需设计一种能较为准确测量出非饱和土于多场耦合作用下持水能力变化情况的方法。

发明内容

为了较为方便且准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行测量，本申请提供一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法及系统。

第一方面，本申请提供一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，采用如下的技术方案：

一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，包括：

获取溶液种类信息以及需求浓度信息；

根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息；

根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环；

于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；

根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息。

通过采用上述技术方案，对非饱和土所需处的环境情况进行确定，利用溶质与溶剂调配以模拟盐场作用，此时可对多场耦合下的非饱和土的饱和度进行计算确定，从而确定出非饱和土的持水能力，其均通过智能计算及调配，使得人力减少的同时提高了溶液浓度调配的准确性，从而能够较为方便准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行确定。

可选的，溶液调配的方法包括：

根据溶液种类信息所对应种类以控制预设于溶液调配仓中的溶质存储仓输出溶质质量信息所对应质量的溶质于预设配备腔中，并将溶剂质量信息所对应质量的溶剂输送至配备腔中；

于溶质、溶剂移动至配备腔中时控制所预设的搅拌设备进行搅拌并获取搅拌设备的搅拌阻力信息；

于预设正序时间轴上划定宽度为预设固定时长的检测区间，并控制检测区间的后端点跟随时间同步移动；

计算检测区间前后搅拌阻力信息之间的差值以确定差值阻力信息，并根据检测区间前端的搅拌阻力信息与差值阻力信息进行计算以确定变化幅度信息；

判断变化幅度信息所对应数值是否大于所预设的稳定基值；

若变化幅度信息所对应数值大于稳定基值，则控制搅拌设备继续作业；

若变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配。

通过采用上述技术方案，在溶剂调配搅拌过程中，对搅拌设备所受阻力变化情况进行确定，当阻力变化幅度较小时，说明溶质搅拌较为均匀，能使溶剂进行使用。

可选的，当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，溶液调配的方法还包括：

获取配备腔内的溶液浓度信息；

根据溶液浓度信息与需求浓度信息计算差值以确定误差浓度信息；

判断误差浓度信息所对应浓度绝对值是否小于所预设的允许误差值；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值小于允许误差值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值不小于允许误差值，则根据误差浓度信息以确定补偿种类信息以及补偿重量信息；

根据补偿种类信息以控制对应溶质或溶剂添加补偿重量信息所对应数值至配备腔中，并重新进行搅拌并于搅拌完成后重新进行浓度判断。

通过采用上述技术方案，对调配完成后的溶液进行浓度比较，当所调配的溶液浓度与目标值相差较大时，可根据差值情况重新添加溶质或溶剂，以实现所调配的溶液浓度较为合适，以便于后续对溶液的使用。

可选的，当溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间循环时，非饱和土多场耦合的持水能力测量方法还包括：

获取溶液的循环浓度信息；

根据循环浓度信息与需求浓度信息进行差值计算以确定损耗浓度信息；

判断损耗浓度信息所对应浓度值是否小于所预设的补充基值；

若损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值，则维持溶液循环；

若损耗浓度信息所对应浓度值不小于补充基值，则根据损耗浓度信息以确定添补种类信息以及添补重量信息；

根据添补种类信息以控制对应溶质或溶剂添加添补重量信息所对应数值至配备腔中并重新进行搅拌，以实现溶剂浓度调节。

通过采用上述技术方案，在溶液循环过程中，对溶液浓度损耗情况进行实时记录分析，以使浓度发生较大损耗时能及时对溶液重新进行调配，以减少因溶液浓度变化而导致土样持水能力检测不准确的情况发生。

可选的，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

获取溶液的使用时长信息；

判断使用时长信息所对应时长值是否大于所预设的更换时长值；

若使用时长信息所对应时长值大于更换时长值，则控制循环溶液于预设排液口排出并控制水流至循环管路中进行管路清洗，且根据溶液种类信息以及需求浓度信息重新调配溶液并再次进入溶液循环；

若使用时长信息所对应时长值不大于更换时长值，则维持溶液正常进行循环。

通过采用上述技术方案，可对溶液单次使用时长进行判断，以使溶液单次使用时长较长时能重新进行溶液调配，以减少因溶液长时间使用而导致对土样持水能力检测不准确的情况发生。

可选的，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

获取当前时间信息；

判断当前时间信息所对应时间是否与所预设的结束时间一致；

若当前时间信息所对应时间与结束时间不一致，则维持溶液正常进行循环；

若当前时间信息所对应时间与结束时间一致，则输出结束信号并控制循环溶液于排液口排出，且控制水流至循环管路中进行管路清洗。

通过采用上述技术方案，可对循环检测时间进行分析，当循环时间到达结束时间时，控制对应设备停止作业以说明土样检测完成。

可选的，吸力数值信息的获取方法包括：

获取基质吸力参数信息、渗透吸力参数信息以及综合吸力参数信息；

根据基质吸力参数信息以及渗透吸力参数信息进行计算以确定总和吸力参数信息；

根据总和吸力参数信息以及综合吸力参数信息进行差值计算以确定偏差吸力参数信息；

根据预设修正数据库中所存储的偏差吸力参数信息以及修正参数信息进行匹配分析以确定偏差吸力参数信息相对应的修正参数信息；

根据修正参数信息以及综合吸力参数信息进行计算以确定吸力数值信息。

通过采用上述技术方案，可对多局部土样情况进行分析，以减少部分土样区域吸力存在异常而导致吸力数值信息确定不准确的情况发生，从而提高吸力数值信息确定的准确性。

第二方面，本申请提供一种非饱和土多场耦合的持水能力测量系统，采用如下的技术方案：

一种非饱和土多场耦合的持水能力测量系统，包括：

获取模块，用于获取溶液种类信息以及需求浓度信息；

处理模块，与获取模块连接，用于信息的存储和处理；

处理模块根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息；

处理模块根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环；

获取模块于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；

处理模块根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息。

通过采用上述技术方案，对非饱和土所需处的环境情况进行确定，利用溶质与溶剂调配以模拟盐场作用，处理模块此时可对多场耦合下的非饱和土的饱和度进行计算确定，从而确定出非饱和土的持水能力，其均通过智能计算及调配，使得人力减少的同时提高了溶液浓度调配的准确性，从而能够较为方便准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行确定。

第三方面，本申请提供一种智能终端，采用如下的技术方案：

一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述任一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，通过智能终端的使用，对非饱和土所需处的环境情况进行确定，利用溶质与溶剂调配以模拟盐场作用，此时可对多场耦合下的非饱和土的饱和度进行计算确定，从而确定出非饱和土的持水能力，其均通过智能计算及调配，使得人力减少的同时提高了溶液浓度调配的准确性，从而能够较为方便准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行确定。

第四方面，本申请提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有较为方便且准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行测量的特点，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案，存储介质中有非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的计算机程序，对非饱和土所需处的环境情况进行确定，利用溶质与溶剂调配以模拟盐场作用，此时可对多场耦合下的非饱和土的饱和度进行计算确定，从而确定出非饱和土的持水能力，其均通过智能计算及调配，使得人力减少的同时提高了溶液浓度调配的准确性，从而能够较为方便准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行确定。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过智能调配溶液浓度情况以模拟对应化学作用影响情况，以使得溶液调配较为方便的同时调配准确度较高，以实现较为方便且准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行测量；

2.可利用搅拌设备阻力变化情况以确定溶质于溶剂中的融入情况，以减少溶质未被均匀搅拌的情况发生；

3.可对溶液使用过程中的浓度损耗情况进行实时监测，以出现损耗较大的情况时能及时添加溶质或溶剂，以使得测量过程中溶液浓度较为稳定，提高持水能力测量准确性。

附图说明

图1是非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的流程图。

图2是非饱和土多场耦合的持水能力测量设备的示意图。

图3是土样测量仓的示意图。

图4是溶液搅拌控制方法的流程图。

图5是溶液调配仓的示意图。

图6是溶液浓度确定方法的流程图。

图7是溶液浓度损耗情况确定方法的流程图。

图8是溶液使用时长确定方法的流程图。

图9是测量试验结束确定方法的流程图。

图10是土样吸力情况确定方法的流程图。

图11是非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的模块流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-11及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

本申请实施例公开一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，根据工作人员于化学作业的需求以调配对应的溶液试剂，并将溶液试剂传输至土样中以对土样于多场耦合下的持水能力情况进行确定，以实现较为方便准确的对非饱和土于多场耦合作用下的持水能力变化情况进行确定。

参照图1，非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的方法流程包括以下步骤：

步骤S100：获取溶液种类信息以及需求浓度信息。

溶液种类信息所对应种类为工作人员所需要模拟的化学环境盐场种类，即所需盐场的溶质种类，需求浓度信息所对应浓度值为所需模拟的盐场溶液的浓度，两者均由工作人员根据实际试验需求以从智能控制终端输入。

步骤S101：根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息。

溶液总量信息所对应数值为所需配备的总数量值，例如1L，具体数量由工作人员根据实际情况进行设定，溶质质量信息所对应质量为配备需求浓度信息所对应弄得的溶液所需添加的溶质质量值，溶剂质量信息所对应质量为配备需求浓度信息所对应弄得的溶液所需添加的溶剂质量值，一般的，该溶剂为纯水，两者的计算方法为本领域技术人员常规方法，不作赘述。

步骤S102：根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环。

参照图2，溶液调配仓为进行溶液调配的仓室，土样测量仓为存放非饱和土土样并进行持水能力测量的仓室，其中溶液调配仓的出水口处连接有出水管路与土样测量仓的进水口连接，且土样测量仓的出水口处连接有回水管路与溶液调配仓的回水口连接，对应的出水管路上设置有水泵以用于驱动液体流动；于溶液调配仓中根据溶质及溶剂质量情况以进行溶液调配，并将调配完成后的溶液通过水泵的启动以实现循环，从而实现化学盐场对土样的作用，以实现化学作用于土样上的环境模拟。

步骤S103：于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息。

参照图2和图3，土样测量仓包括绝热底座、绝热顶盖以及金属外罩，三者围合形成供土样放置的空间，在底座上设置有对应的出水口和进水口，在绝热顶盖上开设有加压孔，以供外部加压设备穿过加压孔以伸入至土样测量仓中，从而可实现土样测量仓压力作业的模拟，同时可在仓室内安装压力计以确定仓室内具体压力情况；该金属外罩为高导热的金属外壳，在外罩的外表面安装有可恒温恒功率运行的电加热装置，可在土样中安装温度传感器以确定土样实际温度情况，利用电加热装置可实现温度作业模拟，同时可在金属外罩外表面粘连绝热材料，以确保环境温度较为稳定；吸力数值信息所对应数值为土样在多场耦合作业下的土壤吸力情况，可通过吸力传感器进行获取，土样变形量数值信息所对应数值为土样在多场耦合作业下的土壤沉降情况，可通过土样变形量传感器进行获取，含水率信息所对应数值为土样在多场耦合作业下的土壤含水率情况，可通过含水率传感器进行获取，土样测量仓中的传感器等电子设备均可通过导线连接至外部控制终端以进行数据传输。

步骤S104：根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息。

特征参数信息所对应参数值为土样的各原始参数值，包括样高、初始干密度、底面积、土粒比重等，均由工作人员将土样放置于土样测量仓前进行获取设定；土样饱和度信息所对应数值为土体孔隙中水占的体积与土体孔隙体积的比值，计算公式为，为土样饱和度信息所对应数值，为含水率信息所对应数值，为土粒比重，为溶剂的密度，以水作为溶剂的话，该密度数值为,为样高，为土样变形量数值信息所对应数值，为土样的初始干密度值，为底面积；将土样饱和度信息所对应数值除以含水率信息所对应数值得到的数值作为坐标系的纵坐标参数，将吸力数值信息所对应数值作为坐标系的横坐标参数以进行坐标系的建立，使得土样的实时状态能于该坐标系上进行体现，通过对各实时状态的连线拟合以确定持水曲线信息所对应曲线，曲线的拟合方法为本领域技术人员常规技术手段，不作赘述。

参照图4，溶液调配的方法包括：

步骤S200：根据溶液种类信息所对应种类以控制预设于溶液调配仓中的溶质存储仓输出溶质质量信息所对应质量的溶质于预设配备腔中，并将溶剂质量信息所对应质量的溶剂输送至配备腔中。

参照图2和图5，溶液调配仓包括处于顶部的溶质存储仓，该溶质存储仓用于各溶质的存储，溶液调配仓中除溶质存储仓以外的空间即配备腔，溶质存储仓与配备腔之间不连通，在其上设置有入料口，该入料口上设置有电控阀门以控制溶质进料与否；溶液调配仓上设置有具有电控阀门的入水口，该处设置有管路与外部纯水供应仓连接，并设置有对应水泵以控制水流流动，配备腔的下方安装有恒功率的搅拌设备以用于对溶质进行搅拌处理；通过电控阀门的控制可实现将溶质以及溶剂定量输送至配备腔中以进行溶液的调配。

步骤S201：于溶质、溶剂移动至配备腔中时控制所预设的搅拌设备进行搅拌并获取搅拌设备的搅拌阻力信息。

搅拌阻力信息所对应数值为搅拌设备在对溶质搅拌的过程中所受到的阻力力，可通过在搅拌设备上安装阻力传感器以获取。

步骤S202：于预设正序时间轴上划定宽度为预设固定时长的检测区间，并控制检测区间的后端点跟随时间同步移动。

正序时间轴为由各时间点由时间流逝方向组合形成的坐标轴，固定时长为工作人员所设定的需要对溶质搅拌过程中进行检测的单位时长值，具体数值由工作人员根据实际情况进行设定，一般的，该时长要求应与搅拌阻力信息获取频率一致，检测区间为正序时间轴上对时间轴上固定时长内的数据进行采集分析的区间，控制检测区间后端点跟随时间同步移动以使最新获取的搅拌阻力信息能够进行及时有效分析。

步骤S203：计算检测区间前后搅拌阻力信息之间的差值以确定差值阻力信息，并根据检测区间前端的搅拌阻力信息与差值阻力信息进行计算以确定变化幅度信息。

差值阻力信息所对应阻力值为搅拌设备于检测区间前后所受到的阻力差值，由检测区间前端的搅拌阻力信息所对应数值减去检测区间后端的搅拌阻力信息所对应数值并求绝对值以获取；变化幅度信息所对应数值为固定时长前后搅拌设备所受到的阻力变化幅度值，计算方法为差值阻力信息所对应数值除以检测区间前端的搅拌阻力信息所对应数值。

步骤S204：判断变化幅度信息所对应数值是否大于所预设的稳定基值。

稳定基值为工作人员所设定的认定其搅拌设备对溶质已经搅拌均匀时的阻力变化最大幅度值，判断的目的是为了得知是否已经对溶质进行均匀搅拌。

步骤S2041：若变化幅度信息所对应数值大于稳定基值，则控制搅拌设备继续作业。

当变化幅度信息所对应数值大于稳定基值时，说明此时搅拌设备搅拌过程中所受到的阻力变化幅度较大，即此时溶质还未搅拌均匀，此时继续控制搅拌设备作业。

步骤S2042：若变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配。

当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，说明此时已经完成对溶质的搅拌，此时停止搅拌设备作业以完成溶液调配即可。

参照图6，当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，溶液调配的方法还包括：

步骤S300：获取配备腔内的溶液浓度信息。

当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，说明此时溶液调配完成，此时有可能存在溶液浓度未达到要求的情况，需要进一步分析；溶液浓度信息所对应浓度为配备腔中所调配完成的溶液的浓度，参照图5，可在溶液调配仓中安装盐溶液浓度计进行测量以获取。

步骤S301：根据溶液浓度信息与需求浓度信息计算差值以确定误差浓度信息。

误差浓度信息所对应浓度值为当前所实测的溶液浓度与所需求的溶液浓度之间的差值，可由溶液浓度信息所对应数值减去需求浓度信息所对应数值以确定。

步骤S302：判断误差浓度信息所对应浓度绝对值是否小于所预设的允许误差值。

允许误差值为工作人员所设定的允许所调配的溶液所出现的浓度偏差值，判断的目的是为了得知当前所调配的溶液是否满足需求。

步骤S3021：若误差浓度信息所对应浓度绝对值小于允许误差值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配。

当误差浓度信息所对应浓度绝对值小于允许误差值时，说明当前所调配的溶液符合要求，此时停止搅拌设备作业以完成溶液调配即可。

步骤S3022：若误差浓度信息所对应浓度绝对值不小于允许误差值，则根据误差浓度信息以确定补偿种类信息以及补偿重量信息。

当误差浓度信息所对应浓度绝对值不小于允许误差值时，说明当前所调配的溶液不符合要求，存在溶质或溶剂所添加量不准确的情况，此时根据误差浓度信息所对应浓度情况以确定出浓度偏大或偏小，补偿种类信息所对应种类为需要对溶液进行补偿的种类值，包括溶质和溶剂，补偿重量信息所对应数值为需要对溶液进行补偿的溶质或溶剂的数值，即当浓度偏小时，补偿种类信息所对应种类为溶质，根据浓度情况计算可添加对应重量的溶质，反之该添加溶剂，不作赘述。

步骤S303：根据补偿种类信息以控制对应溶质或溶剂添加补偿重量信息所对应数值至配备腔中，并重新进行搅拌并于搅拌完成后重新进行浓度判断。

根据所需补偿的种类以天际对应的溶质或溶剂，从而实现溶液浓度的变化，以重新进行后续判断，直至确定出满足要求的溶液。

参照图7，当溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间循环时，非饱和土多场耦合的持水能力测量方法还包括：

步骤S400：获取溶液的循环浓度信息。

循环浓度信息所对应浓度值为溶液调配完成后并投入至循环使用过程中的溶液浓度值，可通过对流动至配备腔中的溶液进行浓度获取。

步骤S401：根据循环浓度信息与需求浓度信息进行差值计算以确定损耗浓度信息。

损耗浓度信息所对应浓度值为溶液在循环使用过程中因损耗等情况而出现的浓度偏差值，可通过需求浓度信息所对应数值减去损耗浓度信息所对应数值并求绝对值以获取。

步骤S402：判断损耗浓度信息所对应浓度值是否小于所预设的补充基值。

补充基值为工作人员所设定的认定溶液出现较大损耗无法满足试验要求的最小损耗值，判断的目的是为了得知当前的溶液是否能继续用于试验。

步骤S4021：若损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值，则维持溶液循环。

当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，说明溶液仍能满足试验要求，此时维持溶液循环作业即可。

步骤S4022：若损耗浓度信息所对应浓度值不小于补充基值，则根据损耗浓度信息以确定添补种类信息以及添补重量信息。

当损耗浓度信息所对应浓度值不小于补充基值时，说明当前溶液浓度不符合要求，此时需要对溶液进行处理；添补种类信息为需要添加的物品的种类，包括溶质和溶剂，添补重量信息所对应重量值为需要对溶质或溶剂进行添加的重量值，该确定方法与补偿种类信息以及补偿重量信息的确定方法一致，不作赘述。

步骤S403：根据添补种类信息以控制对应溶质或溶剂添加添补重量信息所对应数值至配备腔中并重新进行搅拌，以实现溶剂浓度调节。

将溶质或溶剂进行添补以使得用于循环的溶液的浓度能进行变化，以便于试验的正常进行。

参照图8，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

步骤S500：获取溶液的使用时长信息。

试验时长信息所对应时长值为溶液配备完成后单次使用的使用时长，可由溶液配备完成并投入循环使用时开始计时以对该时长进行获取。

步骤S501：判断使用时长信息所对应时长值是否大于所预设的更换时长值。

更换时长值为工作人员所设定的于溶液循环使用时需要对溶液进行更换时的溶液使用时长值，判断的目的是为了得知当前是否需要对溶液进行更换。

步骤S5011：若使用时长信息所对应时长值大于更换时长值，则控制循环溶液于预设排液口排出并控制水流至循环管路中进行管路清洗，且根据溶液种类信息以及需求浓度信息重新调配溶液并再次进入溶液循环。

当使用时长信息所对应时长值大于更换时长值时，说明此时溶液使用时长较长，需要对溶液进行更换处理；排液口为设置于循环管理中用于将盐溶液排出的口，该开口设置有电控阀门，可通过启用纯水供应仓的水泵以实现对循环管路清洗的同时将盐溶液从排液口排出，再根据对应的需求情况以重新调配对应的盐溶液以用于试验。

步骤S5012：若使用时长信息所对应时长值不大于更换时长值，则维持溶液正常进行循环。

当使用时长信息所对应时长值不大于更换时长值时，说明当前盐溶液的使用时长还无需对溶液进行处理，此时维持溶液循环即可。

参照图9，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

步骤S600：获取当前时间信息。

当前时间信息所对应时间为溶液于循环试验时的实时时间。

步骤S601：判断当前时间信息所对应时间是否与所预设的结束时间一致。

结束时间为工作人员所设定的对土样持水能力测量结束的时间，判断的目的是为了得知当前对土样测量是否结束。

步骤S6011：若当前时间信息所对应时间与结束时间不一致，则维持溶液正常进行循环。

当当前时间信息所对应时间与结束时间不一致时，说明还未对土样的持水能力测试结束，此时维持溶液正常循环以进行测量即可。

步骤S6012：若当前时间信息所对应时间与结束时间一致，则输出结束信号并控制循环溶液于排液口排出，且控制水流至循环管路中进行管路清洗。

当当前时间信息所对应时间与结束时间一致时，说明土样持水能力测试完成，此时输出结束信号以对该情况进行标识，以使工作人员及时得知该情况，同时对盐溶液进行处理以及管路清洗，以便于下一次试验。

参照图10，吸力数值信息的获取方法包括：

步骤S700：获取基质吸力参数信息、渗透吸力参数信息以及综合吸力参数信息。

基质吸力参数信息所对应参数值为小范围土样在多场耦合情况下的吸力参数，渗透吸力参数信息所对应参数值为同一小范围土样在多场耦合情况下的吸力参数，综合吸力参数信息所对应参数值为土样整体的综合吸力数值，三者分别通过基质吸力传感器、渗透吸力传感器与综合总吸力传感器进行获取。

步骤S701：根据基质吸力参数信息以及渗透吸力参数信息进行计算以确定总和吸力参数信息。

总和吸力参数信息所对应参数值为通过基质吸力参数信息以及渗透吸力参数信息进行计算以确定的土样总吸力数值，计算方法为本领域技术人员常规技术手段，不作赘述。

步骤S702：根据总和吸力参数信息以及综合吸力参数信息进行差值计算以确定偏差吸力参数信息。

偏差吸力参数信息所对应数值为通过计算的总吸力数值与直接测量得到的总吸力数值之间的差值，可通过总和吸力参数信息所对应数值减去综合吸力参数信息所对应数值并求绝对值以确定。

步骤S703：根据预设修正数据库中所存储的偏差吸力参数信息以及修正参数信息进行匹配分析以确定偏差吸力参数信息相对应的修正参数信息。

修正参数信息所对应数值为需要对直接测量的总吸力进行修正的数值，不同的偏差吸力参数信息对应有不同的修正参数信息，两者对应关系由工作人员事前进行多次试验以确定，并根据对应关系以建立修正数据库，数据库的建立方法为本领域技术人员常规技术手段，不作赘述。

步骤S704：根据修正参数信息以及综合吸力参数信息进行计算以确定吸力数值信息。

利用修正参数信息可实现对综合吸力参数信息的修正以得到较为准确的吸力数值信息，计算方法为综合吸力参数信息所对应数值加上修正参数信息所对应数值。

参照图11，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种非饱和土多场耦合的持水能力测量系统，包括：

获取模块，用于获取溶液种类信息以及需求浓度信息；

处理模块，与获取模块连接，用于信息的存储和处理；

处理模块根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息；

处理模块根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环；

获取模块于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；

处理模块根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息；

溶液调配控制模块，用于控制溶液调配过程中的搅拌情况，以使得溶质搅拌较为均匀；

溶液浓度确定模块，用于确定调配的溶液浓度是否满足要求；

损耗浓度确定模块，用于对循环过程中的溶液浓度情况进行确定，以使溶液浓度损耗过大时能及时进行添补；

单次时长确定模块，对溶液单次使用时长情况进行确定，以减少溶液使用时长较长而影响试验结果的情况发生；

循环时间确定模块，对溶液循坏作业时间进行确定，以使得持水能力测试时间满足要求时能结束测量试验；

吸力数值确定模块，对土样的局部吸力情况进行确定，以确定较为准确的吸力数值。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的计算机程序。

计算机存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行非饱和土多场耦合的持水能力测量方法的计算机程序。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，其特征在于，包括：

获取溶液种类信息以及需求浓度信息；

根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息；

根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环；

于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；

根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息；

溶液调配的方法包括：

根据溶液种类信息所对应种类以控制预设于溶液调配仓中的溶质存储仓输出溶质质量信息所对应质量的溶质于预设配备腔中，并将溶剂质量信息所对应质量的溶剂输送至配备腔中；

于溶质、溶剂移动至配备腔中时控制所预设的搅拌设备进行搅拌并获取搅拌设备的搅拌阻力信息；

于预设正序时间轴上划定宽度为预设固定时长的检测区间，并控制检测区间的后端点跟随时间同步移动；

计算检测区间前后搅拌阻力信息之间的差值以确定差值阻力信息，并根据检测区间前端的搅拌阻力信息与差值阻力信息进行计算以确定变化幅度信息；

判断变化幅度信息所对应数值是否大于所预设的稳定基值；

若变化幅度信息所对应数值大于稳定基值，则控制搅拌设备继续作业；

若变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配；

当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，溶液调配的方法还包括：

获取配备腔内的溶液浓度信息；

根据溶液浓度信息与需求浓度信息计算差值以确定误差浓度信息；

判断误差浓度信息所对应浓度绝对值是否小于所预设的允许误差值；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值小于允许误差值，则控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值不小于允许误差值，则根据误差浓度信息以确定补偿种类信息以及补偿重量信息；

根据补偿种类信息以控制对应溶质或溶剂添加补偿重量信息所对应数值至配备腔中，并重新进行搅拌并于搅拌完成后重新进行浓度判断。

2.根据权利要求1所述的非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，其特征在于，当溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间循环时，非饱和土多场耦合的持水能力测量方法还包括：

获取溶液的循环浓度信息；

根据循环浓度信息与需求浓度信息进行差值计算以确定损耗浓度信息；

判断损耗浓度信息所对应浓度值是否小于所预设的补充基值；

若损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值，则维持溶液循环；

若损耗浓度信息所对应浓度值不小于补充基值，则根据损耗浓度信息以确定添补种类信息以及添补重量信息；

根据添补种类信息以控制对应溶质或溶剂添加添补重量信息所对应数值至配备腔中并重新进行搅拌，以实现溶剂浓度调节。

3.根据权利要求2所述的非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，其特征在于，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

获取溶液的使用时长信息；

判断使用时长信息所对应时长值是否大于所预设的更换时长值；

若使用时长信息所对应时长值大于更换时长值，则控制循环溶液于预设排液口排出并控制水流至循环管路中进行管路清洗，且根据溶液种类信息以及需求浓度信息重新调配溶液并再次进入溶液循环；

若使用时长信息所对应时长值不大于更换时长值，则维持溶液正常进行循环。

4.根据权利要求2所述的非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，其特征在于，当损耗浓度信息所对应浓度值小于补充基值时，溶液循环控制方法还包括：

获取当前时间信息；

判断当前时间信息所对应时间是否与所预设的结束时间一致；

若当前时间信息所对应时间与结束时间不一致，则维持溶液正常进行循环；

若当前时间信息所对应时间与结束时间一致，则输出结束信号并控制循环溶液于排液口排出，且控制水流至循环管路中进行管路清洗。

5.根据权利要求1所述的非饱和土多场耦合的持水能力测量方法，其特征在于，吸力数值信息的获取方法包括：

获取基质吸力参数信息、渗透吸力参数信息以及综合吸力参数信息；

根据基质吸力参数信息以及渗透吸力参数信息进行计算以确定总和吸力参数信息；

根据总和吸力参数信息以及综合吸力参数信息进行差值计算以确定偏差吸力参数信息；

根据预设修正数据库中所存储的偏差吸力参数信息以及修正参数信息进行匹配分析以确定偏差吸力参数信息相对应的修正参数信息；

根据修正参数信息以及综合吸力参数信息进行计算以确定吸力数值信息。

6.一种非饱和土多场耦合的持水能力测量系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取溶液种类信息以及需求浓度信息；

处理模块，与获取模块连接，用于信息的存储和处理；

处理模块根据需求浓度信息、溶液种类信息以及预设溶液总量信息进行计算以确定溶质质量信息以及溶剂质量信息；

处理模块根据溶质质量信息以及溶剂质量信息以控制预设溶液调配仓进行溶液调配，并将调配完成后的溶液输入至预设土样测量仓以实现溶液于溶液调配仓与土样测量仓之间的循环；

获取模块于土样测量仓中获取吸力数值信息、土样变形量数值信息以及含水率信息；

处理模块根据土样变形量数值信息、含水率信息以及预设特征参数信息进行计算以确定土样饱和度信息，并根据土样饱和度信息、含水率信息以及吸力数值信息进行拟合以确定持水曲线信息；

处理模块根据溶液种类信息所对应种类以控制预设于溶液调配仓中的溶质存储仓输出溶质质量信息所对应质量的溶质于预设配备腔中，并将溶剂质量信息所对应质量的溶剂输送至配备腔中；

于溶质、溶剂移动至配备腔中时处理模块控制所预设的搅拌设备进行搅拌并使获取模块获取搅拌设备的搅拌阻力信息；

处理模块于预设正序时间轴上划定宽度为预设固定时长的检测区间，并控制检测区间的后端点跟随时间同步移动；

处理模块计算检测区间前后搅拌阻力信息之间的差值以确定差值阻力信息，并根据检测区间前端的搅拌阻力信息与差值阻力信息进行计算以确定变化幅度信息；

处理模块判断变化幅度信息所对应数值是否大于所预设的稳定基值；

若变化幅度信息所对应数值大于稳定基值，则处理模块控制搅拌设备继续作业；

若变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值，则处理模块控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配；

当变化幅度信息所对应数值不大于稳定基值时，获取模块获取配备腔内的溶液浓度信息；

处理模块根据溶液浓度信息与需求浓度信息计算差值以确定误差浓度信息；

处理模块判断误差浓度信息所对应浓度绝对值是否小于所预设的允许误差值；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值小于允许误差值，则处理模块控制搅拌设备停止作业以完成溶液调配；

若误差浓度信息所对应浓度绝对值不小于允许误差值，则处理模块根据误差浓度信息以确定补偿种类信息以及补偿重量信息；

处理模块根据补偿种类信息以控制对应溶质或溶剂添加补偿重量信息所对应数值至配备腔中，并重新进行搅拌并于搅拌完成后重新进行浓度判断。

7.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至5中任一种方法的计算机程序。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至5中任一种方法的计算机程序。

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