The present invention provides a method for measuring permeability coefficient of unsaturated soil based on low field nuclear magnetic resonance technique. The method is based on the low field nuclear magnetic resonance (NMR) technique and combines the instantaneous cross section method to evaluate the unsaturated permeability coefficient. The size by magnetic signal on the basis of monitoring sample changes of NMR signal quantity of a plurality of sections under the saturated seepage state, based on the NMR signal of amount of water mass on the sample rate distribution is calculated based on the instantaneous cross section method, through the Darcy law to calculate the unsaturated permeability coefficient.
【技术实现步骤摘要】
一种基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法
本专利技术属于岩土工程领域,涉及一种基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法。
技术介绍
非饱和土在自然界广泛分布,许多工程问题都涉及到非饱和土的渗流分析。实验室常常采用瞬时截面法量测非饱和土的渗透系数。瞬时截面法需实时监测试样渗流状态下多个截面的质量含水率(吸力)的变化,最后通过Darcy定律计算得到渗透系数,即:式中:A为所测试样的横截面积,Q为Δt时间内流过试样断面面积A的水的流量,;it为t时刻试样内一点的水力梯度。显然,根据公式(1)并通过相关实验可以得到渗透系数kw。瞬时截面法的困难之处在于截面质量含水率(吸力)的测定。目前的截面质量含水率的检测手段都需要检测探头与土样直接贴合,不但使土样截面积发生变化,还会因接触面存在缝隙而影响渗流的均匀性,导致水的流速计算产生误差。另外,传统测量探头尺寸较大,导致各个截面间隔较大,降低了试验的精度。因此,现有渗透试验装置不是对实现自然界中的渗透特性的真实模拟。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种能无损检测土样渗透系数的方法,克服现有技术存在的上述技术问题。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以解决:1)基于核磁共振信号量分布曲线建立质量含水率分布曲线;2)基于持水特征曲线和质量含水率分布曲线建立吸力分布曲线;3)以质量含水率分布曲线和吸力分布曲线为基础,通过Darcy定律计算非饱和渗透系数。建立质量含水率分布曲线的具体方法如下:取试样第一个被测截面即进水截面在试验过程中的核磁信号量的均值S′作为标准核磁信号量,可以表示为:式中, ...
【技术保护点】
一种基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)基于核磁共振信号量分布曲线建立质量含水率分布曲线;2)基于持水特征曲线和质量含水率分布曲线建立吸力分布曲线;3)以质量含水率分布曲线和吸力分布曲线为基础,通过Darcy定律计算非饱和渗透系数。
【技术特征摘要】
1.一种基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)基于核磁共振信号量分布曲线建立质量含水率分布曲线;2)基于持水特征曲线和质量含水率分布曲线建立吸力分布曲线;3)以质量含水率分布曲线和吸力分布曲线为基础,通过Darcy定律计算非饱和渗透系数。2.根据权利要求1所述的基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法,其特征在于:所述步骤1)中,建立质量含水率分布曲线的具体方法如下:取试样第一个被测截面即进水截面在试验过程中的核磁信号量的均值S′作为标准核磁信号量,可以表示为:式中,S0,i为试样进水截面、在第i次检测时的核磁信号量,根据试样的饱和质量含水率,将S′标定为试样饱和质量含水率所对应的核磁信号量;试样饱和质量含水率与其对应的核磁信号量的比例关系可以表示为:式中,ω为试样的饱和质量含水率;试样其他截面的在t时刻的质量含水率可以表示为:ωj,t=Sj,t·X(3)式中,ωj,t为试样j截面在t时刻的质量含水率,Sj,t为试样j截面在t时刻的核磁信号量。3.根据权利要求1所述的基于低场核磁共振技术的非饱和土渗透系数的测量方法,...
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