[发明专利]一种配制透明土中低粘度孔隙液体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种透明土中低粘度孔隙液体的配制方法，具体来说是以甲苯或煤油作为基础液，与多种有机溶剂按比例混合得到与所用透明土固体材料具有相同折射率的孔隙液体的配制方法。

背景技术

土体变形的测量是土力学研究的重要基础之一。传统的岩土模型实验只局限于测量土体的表面变形和边界区域的变形，难以获得土体内部的变化过程和数据。为了实现对于土体内部变形、渗流等的可视化观测，研究者开发了透明土实验技术。利用人工合成的透明土研究的前提是其具有与天然土体相似的岩土工程性质。人工合成透明土由两部分组成，即透明土颗粒和具有相应折射率的孔隙流体。因为这两部分具有相同或相近的折射率，光线不经过折射就可以穿过，所以这种“土”是透明的。目前已发展了一些配制透明土的方法与材料，并取得了一定的成果，但不同材料配制的透明土可模拟的天然土体的类型有较大差异，且透明度效果有限，影响了模型实验结果的可靠性和适用性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种配制透明土中低粘度孔隙液体的方法。提出了用甲苯与煤油作为基础液体，分别与多种有机溶剂混合得到孔隙液体的方法。

本发明的技术实现方案是：

一种配制透明土中低粘度孔隙液体的方法，步骤如下：

甲苯或煤油作为基础液体，

当甲苯作为基础液体时，甲苯与丙醇、乙腈、乙酸乙酯、甲乙酮或异丁醇中的一种混合，得到的无色透明混合液A，即为透明土中低粘度孔隙液体，其折射率为1.448；其中，甲苯与丙醇以质量比1.07:1混合，甲苯与乙腈以质量比1.08:1混合，甲苯与乙酸乙酯以质量比0.72:1混合，甲苯与甲乙酮以质量比0.95:1混合，甲苯与异丁醇以质量比2.22:1混合。

当煤油作为基础液体时，煤油与丙醇、乙酸乙酯或甲乙酮中的一种混合，得到的无色透明液体B，即为透明土中低粘度孔隙液体，其折射率为1.434；煤油与丙醇以质量比1:0.15混合，煤油与乙酸乙酯以质量比1.28:1混合，煤油与甲乙酮以质量比5:1混合。

本发明的有益效果：低粘度孔隙液体的优点在于具有与水相似的动力学特性，粘滞性低，对于透明度的提高具有显著的作用。本发明涉及的低粘度孔隙液体，以一种试剂为基础液体，可以与多种不同的试剂进行混合得到，可以根据不同的实验条件和实验温度等情况选择合适的合成方法。

具体实施方式

下面结合技术方案进一步本说明的具体实施方式。

实施例

(1)以煤油为基础液体，配制1200ml左右的孔隙液体。先将1000ml甲乙酮倒入容器中，加入190ml煤油，用搅拌棒充分搅拌；用阿贝折射仪测出混合液的折射率(上述折射率和混合比例都是在室温25℃下的，所以最好用空调来调节室温来达到最佳温度)。

(2)用滴管吸入适量的煤油，一滴滴加入上述混合液中，每加一次测量出折射率，直到达到1.448。

(3)选用硅胶颗粒作为透明土的固体材料，先将最终得到的孔隙液体倒入到透明土模型箱中，然后多次少量的添加硅胶颗粒，过程中要避免出现气泡，一边加入硅胶颗粒一边轻轻搅拌。

(4)将制好的透明土静置24小时，使得硅胶颗粒均匀沉淀，并排除可能存在的气泡。