一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法，主要包括(1)使用光反射理论，测量土壤的饱和度区分干土和湿土，湿土则进行下一步；(2)从土水特征曲线中选择饱和度；(3)从实测的压实曲线中选取干密度；(4)在模具中将测量用土壤压实至步骤(3)选择的干密度和相应的饱和度，并用相机拍照；(5)使用灰度等级按照灰度值来量化亮度步骤(4)所得图像；(6)分析平均灰度值变化情况，找出饱和度和灰色值之间的关系。本发明专利技术是一种新型、直接、无侵入破坏扰动且低成本的颜色分析技术，应用于运河堤防、高速公路和飞机跑道的路基、填土衬垫、土坝等。避免了通常用于测量农用地和岩土基础设施吸力仪器的局限性，提高应用范围。

A method of measuring soil suction based on light reflection theory

The present invention discloses a method for measuring soil suction using light reflection theory, mainly including (1) using light reflection theory to measure soil saturation to distinguish dry soil and wet soil, and wet soil for the next step; (2) select saturation from the soil water characteristic curve; (3) select dry density from the real compaction curve; (4) in the mold. The soil was compacted with the measure (3) to choose the dry density and corresponding saturation, and photographed with the camera; (5) the gray scale was used to quantify the brightness step (4). (6) the change of the average gray value was analyzed, and the relationship between the saturation and the grey value was found. The invention is a new, direct, non intrusive and low cost color analysis technique used in the subgrade of the canal embankment, the highway and the runway, the filling cushion, the earth dam and so on. The limitation of suction instruments commonly used for measuring agricultural land and geotechnical infrastructure is avoided, and the application scope is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法
本专利技术涉及测量土壤吸力的方法，特别涉及一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法。
技术介绍
土壤吸力是由土壤中的固体、水和空气形成的复杂能态的结果。土壤吸力是指从土壤中提取单位体积的水所需的能量。与饱和土壤相比，由于吸力的存在，不饱和土的反应非常短暂。当土壤的DOS达到干密度时，其代表吸力。吸力与DOS之间的图表称为SWCC。吸力决定运河堤防、高速公路和飞机跑道的路基、垃圾填埋场、土坝以及农田的水力传导率和机械强度。目前已经研发了大量仪器来测量吸力，其工作方式各不相同。用于土壤抽吸测量的方法有热电偶湿度计、晶体管干湿计、冷镜湿度计、滤纸法、热导传感器、电导率传感器、张力计等。然而，这些仪器中的任何一种都无法测量土壤中所产生的吸力范围。已开发的所有常规仪器都是具有干扰性且高成本的，并且是在洼区(仅约1％的区域)评估吸力。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法。一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法，主要包括以下步骤：(1)使用光反射理论，测量土壤的饱和度，利用饱和度区分干土和湿土，湿土则进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)使用光反射理论，测量土壤的饱和度，利用饱和度区分干土和湿土，湿土则进行下一步；(2)使用露点水势仪进行土壤吸力和土壤含水量的测量，将土壤吸力和含水量采用Van Genuchten模型进行土水特征曲线的拟合；对土水特征曲线分析，根据三种特殊类型的土‑空气‑水界面，选取多个饱和度；(3)采用标准普氏击实试验测量土壤的压实曲线，分别在步骤(2)中选取的饱和度的条件下，选择压实曲线上测得的多个干密度，并计算土壤含水量；(4)在模具中将测量用土壤压实至步骤(3)选择的干密度和相应的饱和度，并用相机拍照；(5)使用灰度等级按照灰度值...

【技术特征摘要】
1.一种利用光反射理论测量土壤吸力的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)使用光反射理论，测量土壤的饱和度，利用饱和度区分干土和湿土，湿土则进行下一步；(2)使用露点水势仪进行土壤吸力和土壤含水量的测量，将土壤吸力和含水量采用VanGenuchten模型进行土水特征曲线的拟合；对土水特征曲线分析，根据三种特殊类型的土-空气-水界面，选取多个饱和度；(3)采用标准普氏击实试验测量土壤的压实曲线，分别在步骤(2)中选取的饱和度的条件下，选择压实曲线上测得的多个干密度，并计算土壤含水量；(4)在模具中将测量用土壤压实至步骤(3)选择的干密度和相应的饱和度，并用相机拍照；(5)使用灰度等级按照灰度值来量化亮度步骤(4)所得图像；将图像分为多个大小相等的等份，多个等份的灰度值的平均值作为相应饱和度的平均灰度值；(6)分析平均灰度值变化情况，并使用二阶多项式方程平均灰度＝-0.0013(DOS)2-0.577(DOS)+93；R2＝95％拟合趋势线，在不同的干密度中，找出饱和度和灰色值之间的关系。2.根据权利要求1所述利用光反射理论测量土壤吸力的方法，其特征在于，步骤(3)中所述含水量的计算为采用等式1和2esr＝wG(2)计算对应于各种饱和度下所选干密度的重量含水量。3.根据权利要求1所述利用光反射理论测量土壤吸力的方法，其特征在于，步骤(4)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安，王钦华，魏倪，施娃，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：广东,44