一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法，包括①野外取贵阳红黏土样，风干，取风干土样放入研钵中，充分机械研磨；②将研磨后的红黏土用孔径1mm的细筛对其进行筛分；③取筛分后的红黏土0.3g放入装有12ml浓度为2%的六偏磷酸钠溶液的烧杯中，浸泡；④将步骤③中浸泡后的溶液利用玻璃棒搅拌3min后，放入恒温振荡器中，温度设置40℃，恒温振荡两小时后，立即将红黏土用玻璃棒引流到激光粒度分析仪中进行粒度测定。本发明专利技术方法能真实反映贵阳红黏土粒度分布，且简单可行，方便操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法
本专利技术涉及一种贵阳红黏土颗粒分散及粒度测试的方法，特别是一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法。
技术介绍
粒度分析试验是用特定的仪器和方法测试出不同粒径颗粒占土体总量(土重或体积)的百分数，定量描述土粒中各个粒组的含量，为土的工程分类和探索土的工程性质提供依据。因此，进行粒度分布测试前应采用正确的方法充分将组成土体的颗粒分散，以客观真实的反映出土体的颗粒组成特征。目前粒度分析方法较多，主要有以下几种：筛分法、密度计法、移液管法、显微镜法、沉降法、光散射法、电感应法、渗透法、气体吸附法、图像分析法等。针对贵阳红黏土目前采用较多的是筛分法和密度计法，其结果大多受试验操作步骤的繁琐而对粒度分布产生较大的误差，基于激光粒度仪对贵阳红黏土进行粒度分布测试，其结果一般具有速度快、测量范围广、数据可靠、重复性好、自动化程度高、便于一体化测量等优点。目前，针对土体分散的方法主要有半分散法和全分散法。所谓半分散法就是必须把所有的假集合体都破坏，并要破坏部分抗水集合体，因此要经过机械和胶体化学的处理，此法可以使彼此凝聚着的土粒适当分开，其结果与工程地质性质规律较为明显，可以反映土的物理力学等基本性质；全分散法除了用机械方法处理外(包括超声波法等)，还要用特殊的化学试剂作为稳定剂，以高度分散各种遇水不稳定的假集合体、遇水稳定的抗水集合体和真集合体，分散后土体为单元颗粒。此法可以使彼此凝聚着的土粒完全分开，以客观真实的反映出土体的颗粒组成分布特征。在对土体进行分散的方法中，传统的方法多采用机械研磨后再进行筛分，少部分采用化学试剂进行分散，且很少有对化学试剂进行具体标定及试剂影响因子进行分析。例如中国专利公告号CN206356232U，公告日是2017年7月28日，名称为“一种矿石粒度分析双盘振动筛”公开了一种矿石粒度分析双盘振动筛，旨在解决现有的粒度分析装置筛分效率低的问题。中国专利公告号CNIO289005OA，公告日是2013年1月23日，名称为“一种激光法与筛析法粒度分析数据的校正方法”公开了激光法和筛析法粒度分析数据在数据对比和对接时数据的校正方法。中国专利公告号CNIO2890043A，公告日是2013年1月23日，名称为“一种易溶性物料颗粒度的分析方法”公开了通过选取水或者无水乙醇为溶剂，然后将易溶性待测物料溶解在溶剂中进行物料颗粒度的分析方法。中国专利公告号CNIO2565305A，公告日是2012年7月11日，名称为“一种测定土体湿化、崩解与分散的试验方法”公开了一种测定土体湿化、崩解与分散的试验方法，通过先制备一种即时测量土体质量变化的装置，然后将土体放入水溶液中进行崩解分散。中国专利公告号CNIO3979822A，公告日是2014年8月13日，名称为“一种分散性土改性剂及其制备与应用方法”公开了一种分散性改性剂及其制备与应用，制成一定质量百分比的分散性土改性剂，改善土体分散性，等等。公开发表的大量期刊论文中也是采用上述方法对土体进行颗粒分散，例如《岩土工程学报》杂志2012年第9期中“黏性土的物理化学及矿物学性质与分散机理”一文中提出决定土体分散性的本质因素在于介质环境中的钠离子和PH值。土体中黏土矿物不论是以蒙脱石还是以伊利石为主，只要含有较多的钠离子和酸碱度呈强碱性，土体就会产生分散性，而且这两个因素缺一不可。《硅酸盐通报》杂志1995年第5期中“陶瓷粉末颗粒尺寸测试、表征及分散”一文介绍了颗粒在液体介质中的分散理论、分散工艺、分散效果评价及表面活性剂选择等方面的技术。《水力发电学报》杂志2015年第4期中“土-水-电解质系统作用下黏性土的分散性研究”一文中通过配制含有不同阳离子和浓度的电解质溶液，采用针孔试验、碎块试验、崩解试验对非分散性土、过渡性土和分散性土进行试验，研究了土-水-电解质系统作用下黏性土的分散特性。《Geotechnical&GeologicalEngineering》杂志2010年第28卷中“EffectofWaterQualityontheDispersiveCharacteristicsofSoilsFoundintheMorwellArea”一文中采用Emerson分级法研究了澳大利亚一处移民安置点黏土的分散性，发现该处的黏土属于分散性土，并发现此分散性土在Morwell河水的作用下表现为非分散性土特性。《EnvironmentalGeology》杂志2003年43卷中“Causesofthecatastrophicfailureofanearthdambuiltongypsiferousalluviumanddispersiveclays”一文中通过介绍西班牙的SanJuan水库大坝，研究土体分散性形成机制及可能会造成的工程灾害，等等。随着工程活动对土体材料的要求日渐提高，涉及颗粒级配方面，对颗粒度结果的精准度要求也越来越高，传统方法中粒度测量方法存在不理想因素，比如：操作较复杂、耗时长、结果受人为因素影响较大，很难给出详细的颗粒级配结果，而科学技术的进步也给颗粒度测试带来更多理论和技术支撑。贵阳红黏土是由碳酸盐岩在气候温暖潮湿，降雨充沛的环境下经物理和化学风化、红土化及残积作用形成的呈棕红、褐黄色的特殊土体，其介-微观物理力学参数表现出高液限、高塑性、高孔隙比、低压缩性和明显胀缩不可逆性及“反剖面”特征。通过X射线衍射和SEM电镜扫描测试，研究发现贵阳红黏土微观结构单元间通过特殊游离氧化物的接触和联结形成特殊的空间结构形式—胶结粒团，其颗粒间机械咬合牢固、水稳性好、化学胶结状态良好，同时矿物分析表明，铁、铝等两性胶体的存在，也将影响红黏土矿物的表面活性。研究表明，机械力作用和声波对贵阳红黏土特殊的结构联结破坏作用不大，仅在某种特殊化学分散剂的条件下才会开始逐渐破坏。考虑上述贵阳红黏土特殊的微观结构对粒度分布测试的影响，传统的土工粒度分布测试方法已不能满足本地区涉及贵阳红黏土颗粒特征进行科学研究的需要，因此十分有必要提出一种准确确定贵阳红黏土粒度分布的方法。贵阳红黏土是由碳酸盐岩在气候温暖潮湿，降雨充沛的环境下经物理和化学风化、红土化及残积作用形成的呈棕红、褐黄色的特殊土体，其物理力学参数表现出高液限、高塑性、高孔隙比、低压缩性和明显胀缩不可逆性及“反剖面”特征。大量研究发现贵阳红黏土微观结构单元间通过特殊游离氧化物的接触和联结形成特殊的空间结构形式—胶结粒团，其颗粒间机械咬合牢固、水稳性好、化学胶结状态良好。同时矿物分析表明，铁、铝等两性胶体的存在对红黏土矿物的表面活性有一定影响。贵阳红黏土与其它红土在粒度分布上有一定差别，主要体现在贵阳红黏土的固相矿物的粒径在小于0.005mm的粒级中占有很高的百分比，同时其颗粒尺寸大小较为均匀，获得的累积曲线较陡，粒度变化范围小，跨越的粒度组别少，在粒组中分布的百分含量髙，表现出一定的颗粒均匀性。贵阳红黏土粒度区别于其它残积红土粒度的另一个显著特征，是粒度在整个土体剖面上变化不大，均以粒细且均匀为特征，粘粒含量极髙，使得土质很粘重，成熟度较髙，不含基岩碎块。因而贵阳红黏土的微观结构特征及其物理、水理性质有别于其它类红土。研究表明，机械力作用和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法，其特征在于：包括红黏土的取样、研磨、筛分、浸泡、化学分散剂分散和粒度分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法，其特征在于：包括红黏土的取样、研磨、筛分、浸泡、化学分散剂分散和粒度分析。2.如权利要求1所述的基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：①野外取贵阳红黏土样，风干，取风干土样放入研钵中，充分机械研磨；②将研磨后的红黏土用孔径1mm的细筛对其进行筛分；③取筛分后的红黏土0.3g放入装有12ml浓度为2%的六偏磷酸钠溶液的烧杯中，浸泡；④将步骤③中浸泡后的溶液利用玻璃棒搅拌3min后，放入恒温振荡器中，温度设置40℃，恒温振荡两小时后，立即将红黏土用玻璃棒引流到激光粒度分析仪中进行粒度测定。3.如权利要求2所述的基于激光粒度分析仪测定贵阳红黏土粒度分布的方法，其特征在于：步骤①中，所述的风干是；置于通风处晾干至可碾散为止或在10...

【专利技术属性】
技术研发人员：左双英，张彦召，蒲泉，杨冲，贾杰南，刘明发，李雨菲，张会仙，钟帅，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52