[发明专利]一种土体颗粒间化学胶结力的检测方法

说明书

本发明提供了一种土体颗粒间化学胶结力的检测方法，所述方法包括如下步骤：(1)鉴定所述土体颗粒的种类；(2)按所述种类分析所述土体颗粒间的成键类型；(3)根据所述成键类型确定土体颗粒间主要的化学胶结力。本发明提供的技术方案，在传统土体微观分析方法的基础上引入了量子化学分析技术，通过系统的试验测试，结合结构化学的科学假设，采用量子化学分析方法获得土体颗粒间化学胶结力的作用类型，为建立土体宏观力学特性与微观结构之间的定量关系提供了理论依据。

技术领域

本发明涉及土体颗粒间的化学结构，具体涉及一种土体颗粒间化学胶结力的检测方法。

背景技术

土体宏观力学特性与土体矿物组成及微观结构之间的关系一直以来是土力学研究领域的关键技术难题之一。土体作为第三、四纪地质作用形成的产物，其微观结构复杂、非均质性强，无论从物质组成的微观尺度和强度与变形的宏观特性方面较其他材料均存在较大差异。

土体的工程力学特性是其矿物组成及微观结构的宏观表现，土体中宏观表现出的力学强度可认为是其土颗粒内部若干组微观结合力的组合，已有研究表明：土体中的微观结合力主要包括土水弱结合力、库伦力、化学胶结力、基质吸力等构成，对于部分特殊土(如分布于我国华南地区的红黏土)，其土颗粒间的微观结合力主要以化学胶结力的型式存在。

近年来，国内外学者针对土体中的胶结物种类进行了大量研究工作，研究表明：土体中可形成胶体的物质类型主要包括硅酸盐类黏土矿物、Fe、Al、Si等含水氧化物、盐分、无定型、有机质等。而上述胶结物之间以何种型式作用力产生关联，目前国内外尚未开展相关研究工作，这主要由于缺少相应的研究方法和技术手段对土体中胶结物之间的化学成键过程进行研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种土体颗粒间化学胶结力的检测方法；此方法集试验测试、理论分析、量子计算于一体，为建立土体宏观力学特性与微观结构之间的定量关系提供理论依据。

本发明的目的是通过下述技术方案进行实现的：

本发明提供了一种土体颗粒间化学胶结力的检测方法，所述方法包括如下步骤：

(1)鉴定所述土体颗粒的种类；

(2)按所述种类分析所述土体颗粒间的成键类型；

(3)根据所述成键类型确定土体颗粒间主要的化学胶结力。

优选的，所述步骤(1)的所述土体颗粒经过下述方法制得：

将粉碎过的土样依次进行过筛、蒸馏水浸泡以得到土悬液；

将所述土悬液依次进行分散和常温下静置；

静置7小时6分钟后吸取土悬液2.5cm深度处的悬浮液；

所述鉴定所述土体颗粒包括对所述悬浮液进行的晶体颗粒鉴定和非晶体颗粒鉴定。

优选的，所述筛孔直径为1mm。

优选的，所述分散包括：物理分散和/或化学分散。

优选的，所述物理分散包括：超声波分散。

优选的，所述化学分散包括：添加分散剂进行分散。

优选的，所述晶体颗粒的鉴定包括：

从所述悬浮液中提取黏粒并放置到载玻片上制成切片；

将所述切片进行X衍射获得衍射图谱；

根据所述衍射图谱的图谱特性确定晶体颗粒的类型。

优选的，所述提取黏粒包括：离心法和/或干燥法；

所述离心法为对所述悬浮液进行离心处理，取沉降的黏粒；