[发明专利]一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法

权利要求书

1.一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，包括土工织物，其特征在于：所述土工织物上涂覆有聚氯乙烯绝缘涂料，所述聚氯乙烯绝缘涂料上设有电极，且电极内设有GPS定位点，所述电极引出有电导线，且电导线远离电极的一端设有阻抗仪。

2.根据权利要求1所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于：所述电极可设置于圆筒上下侧的聚氯乙烯涂层上，形状为圆形的导电材料。

3.根据权利要求1所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于：所述圆筒是厚度不小于5mm的铁制空心筒，圆筒内壁涂有聚氯乙烯绝缘材料。

4.根据权利要求3所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于：所述圆筒的端部设有上盖，所述圆筒的上盖直径比圆筒直径小4～6mm，可以沿筒壁上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于：所述电导线可由圆筒上下侧的电极处引出，外包有橡胶绝缘体。

6.根据权利要求1所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于，所述电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的方法，包括以下步骤：

S1、在碾压前松散的粗粒土土体上挖一个直径和圆筒大致相当的试坑，将圆筒预埋到试坑中，再往圆筒中回填一些土石混合料，盖上圆筒上顶盖，继续往上顶盖上回填一些土石混合料，使电导线和供水管露出地面。

S2、按照实际工程相应的填筑标准进行碾压，圆筒被压入粗粒土层中，将露出地面的电导线与电阻率测定仪相连，将供水管与进水管相接。

S3、利用进水管向圆筒中注水至圆筒中土石混合料饱和，用电阻率测定仪分别测定饱和土石混合料试样电阻率和注入圆筒中水的电率，由此换算得土石混合料孔隙率。

7.根据权利要求2-5任一项所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于，所述电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的方法，包括以下步骤：

步骤一：在碾压前松散的土体上挖一个试坑，将柔性土工织物预埋到试坑中，再往土工织物上回填一些土石混合料，使土工织物外边缘露出地面，土工织物中心置有电极，电极处有导线相连，导线也需露出地面，便于找寻。

步骤二：按照实际工程相应的压实标准进行碾压，土工织物被压入土层中，土工织物外边缘露出地面。碾压完成后，利用GPS定位仪找寻碾压后仓面上电极中心点的正上方位置，测得埋深值。放置一相同的土工织物，使其中心点位于前述土工织物中心点正上方。

步骤三：将两块土工织物上电极处的导线与阻抗仪相接，计算电阻率。

步骤四：测量结束后，取出部分土工织物上的土石混合料，测量含水率，换算土层的孔隙率。

所述步骤1中，柔性土工织物为边长1m的方形，土工织物上涂有绝缘材料聚氯乙烯，形状为圆形的电极置于绝缘材料上，电导线从电极引出，外包有橡胶绝缘体，土工织物中心置有一个GPS定位点，用于测定碾压后土工织物上电极的埋深。

8.根据权利要求6所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于，所述电阻率的计算公式：

式中：ρ为土壤电阻率；U为电压；S为电极面积；I为电流；L为电极间距，即电极埋深。

9.根据权利要求6所述的一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，其特征在于，所述孔隙率的计算公式：

式中：n为土石混合料孔隙率；ρ为土体的电阻率；α为土性参数；ρ_w为孔隙水电阻率；m为胶结系数；S_r为饱和度；p为饱和指数。其中对于特定土石混合料而言，α和m为常数，S_r和p仅和含水率有关。