[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

说明书

本发明公开了一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法，涉及土工试验技术领域，具体为一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法，包括土工织物，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。该电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置中，在施工现场可以快速进行土石混合料孔隙率测量，操作简单，避免了在现场碾压后坚实的土层中开挖试坑，以及减小了人为读数误差。

技术领域

本发明涉及土工试验技术领域，具体为一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法。

背景技术

为充分利用我国西部地区丰富的水能资源，一些高库大坝正在建设中，土石坝这一坝型凭借其就地取材、施工快速便捷、地基适应性好等优点被广泛采用。修建土石坝过程中必然采用开挖山体得到的土石混合料，土石混合料是由土和石组成的松散体，其碾压后的密实程度直接关系到大坝的强度与稳定，工程上常以土石混合料的孔隙率作为压实标准的设计指标，因此，原位土石混合料孔隙率快速准确的确定具有重要意义。

根据《碾压式土石坝施工规范》(DL_T5129-2016)。原位孔隙率测量常采用灌水法测密度试验，即在碾压后的土石混合料土层上开挖试坑，通过测量注入试坑中水的体积推得挖出的土石混合料的体积，再根据称得的土石混合料质量求得密度，之后通过公式换算得到孔隙率。

早在1942年，Archie就指出土体土体的电阻率与密实程度相关，所谓土料的电阻率是指电流垂直通过边长为1m的立方体土时所呈现的电阻，单位为Ω·m，是表征土导电性的基本参数，是土的固有物性参数之一。Keller与 Frischknecht于1966年提出了非饱和无粘性土地电阻率方程：

ρ＝αρ_wn^-mS_r^-p

式中：ρ为土体的电阻率；α为土性参数；ρ_w为孔隙水电阻率；n为孔隙率；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。

现场进行灌水法测密度操作复杂，在碾压后的粗粒土土层上开挖试坑费时费力，此外用肉眼观察注入试坑水位高度常常出现偏差，影响土石混合料孔隙率测量的准确性。因此，设计出一种操作简单快速，避免在碾压后坚实的粗粒土土层上开挖试坑，土石混合料孔隙率测量精度高的原位试验装置及方法，具有显著的现实意义和工程价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法，解决了上述背景技术中提出解决现场灌水法测密度操作复杂，费时费力，测量精度低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法，包括土工织物，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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：