[发明专利]一种制备不同水饱和度的黏土特殊土试样的方法

权利要求书

1.一种制备不同水饱和度的黏土特殊土试样的方法，其特征在于，先以亲水硅酸盐材料为载体，加入水经搅拌机高速搅拌使所述亲水硅酸盐材料均匀包覆在小水颗粒表面，形成含水微小固态颗粒固态水粉末；然后将所述固态水粉末加入黏土中经搅拌机高速搅拌均匀，再通过压力将均匀分散在黏土中的固态水粉末内部的水颗粒压裂，从而实现水在黏土试样中均匀分布，制得黏土特殊土试样。

2.根据权利要求1所述的制备不同水饱和度的黏土特殊土试样的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，将白炭黑粉末与蒸馏水以1：10的质量比混合置于搅拌机中，使搅拌机在不低于20000转/分钟的转速下搅拌2分钟，搅拌完成后，初始分层的水和白炭黑粉末混合成固态水粉末，所述固态水粉末是包覆了水颗粒的白炭黑粉末；再将预制得到的白色固态水粉末全部收集到封口玻璃罐中，将罐口封紧，置于避光阴凉处备用；

步骤二，首先，根据设计的黏土试样的水饱和度S_r，计算质量为m的膨润土粉末中需要加入的水的质量m_w′，本过程需要用到的公式如下：

水饱和度

孔隙比

含水率

上述式(1)～式(3)中，w为所需制备的黏土试样的含水率(％)，G_s为膨润土黏土的干土颗粒比重，ρ_s为膨润土的颗粒密度(g/cm³)，ρ_d为试样干密度(g/cm³)，m_w为实际制得的试样中水的质量，m_s为膨润土的干土颗粒质量(g)；

由式(1)和式(2)得，

整理式(4)得，

由式(3)得，其中，m_w0为膨润土中天然含有的水的质量(g)，

整理上式得到，需要加入的水的质量m_w′＝w·m_s-m_w0 (6)

然后，根据需要加入的水的质量m_w′，计算可提供水的固态水粉末的质量m_dw；由于所述固态水粉末是由白炭黑粉末与蒸馏水以1：10的质量比混合，因此所述固态水粉末的含水率w_dw为1000％；

根据式(3)得，固态水粉末的质量

上述式(7)中，m_s′为制备固态水粉末需要加入的白炭黑粉末的质量(g)；

最后，分别称取质量为m的黏土粉末和m_dw的固态水粉末，将二者充分混合均匀；再按照常规制备压实土样的方法在万能试验机上，以高于40kPa的压力压制土样，即得到所需制备的水饱和度的压实试样。

3.根据权利要求2所述的制备不同水饱和度的黏土特殊土试样的方法，其特征在于，所述搅拌机的转速为20000转/分钟，万能试验机压制土样的压力为45KPa～80KPa。