[发明专利]一种连续监测土体水分迁移的方法

说明书

本发明公开了一种连续监测土体水分迁移的方法，包括以下步骤：(1)取压实土样烘干至恒重，然后密封除浸水面外的所有侧面和端面，确保水分一维传输；(2)将步骤(1)密封后的土样浸水面朝下置于平底容器中，然后放到X‑CT系统的样品台上，向平底容器中注水，按照预设的时间间隔对土样进行CT扫描，获得土样的二维图像；(3)利用图像分析软件对获得的二维图像进行分析，根据图像灰度值变化确定水分传输高度。本发明提出了一种可连续、可视化检测水分在土样中传输的动态过程；本发明方法简单，精确，可准确得出不同时间水分在多孔材料传输的高度，为研究水分在土体中的传输提供了有力的手段。

技术领域

本发明提供一种土体无损检测方法，具体涉及一种连续监测土体水分迁移的方法。

背景技术

土体中的水分及水分迁移会引发许多工程问题，水分的改变会影响土体的强度及变形，孔隙水压力会改变土体中的有效应力；渗流产生的渗透力会影响土坡的稳定；水分的冻结与融化会引发路基的不均匀冻胀、融沉和翻浆。因此，对土体内部水分的变化过程进行研究，是正确预测土体性质的改变、合理选用设计参数的依据，对保证工程稳定性有着十分重要的意义。

目前普遍采用毛管仪进行土体水分传输试验，但存在过程繁琐、耗时长、压实度不均匀、难以确定水分的传输高度等不足之处。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种连续监测土体水分迁移的方法。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种连续监测土体水分迁移的方法，包括以下步骤：

(1)取压实土样烘干至恒重，然后密封除浸水面外的所有侧面和端面，确保水分一维传输；

(2)将步骤(1)密封后的土样浸水面朝下置于平底容器中，然后放到X-CT系统的样品台上，向平底容器中注水，按照预设的时间间隔对土样进行CT扫描，获得土样的二维图像；

(3)利用图像分析软件对获得的二维图像进行分析，根据图像灰度值变化确定水分传输高度。

本发明方法所述土体为常见的天然土类，包括粉土、砂土和黏土等，或者为天然土与水泥或者粉煤灰等材料混合制成的固化土。

作为优选：

步骤(1)中所述压实土样按如下步骤制备：通过击实试验，确定土样的最佳含水率和最大干密度，在成型前一天，按照最佳含水率，向土中加水拌料、焖料，使成型土样达到最大压实密度。将拌和均匀的试料放入密闭容器中浸润备用。采用静力压实法制备(优选使用使用万能试验机以1mm/min的加载速率加压)，成型后进行标准养护，然后切割成柱体，即得压实试样。

所述柱体包括圆柱体或直棱柱体，所述直棱柱体优选为长方体，长度为20-100mm，宽度为20-100mm，高度为20-100mm。

步骤(1)中密封除浸水面外的所有侧面和端面，是采用石蜡或环氧树脂进行密封。

步骤(2)中所述向平底容器中注水的高度为3-5mm。

步骤(2)中所述预设的时间间隔为20min,40min、60min。

步骤(3)中图像分析软件为PHOTOSHOP。

本发明方法应用X-CT射线成像技术，相比于传统方法具有较多的优势，它可以无损地获取被检样品内部结构，且能实现原位、连续观察，来检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况，检测结果以二维断层图像或三维立体图像的形式呈现，其基本原理是依据辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性。