2023透明土试验标准.docx

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1、透明土试验标准1 总则12术语和符号21.1 术语21.2 符号43基本规定64透明砂土74.1 固体颗粒74.2 孔隙液体74.3 透明砂土制配84.4 示踪粒子95透明黏土105.1 固体颗粒105.2 孔隙液体105.3 透明黏土制配105.4 示踪粒子116透明土试验126.1 一般规定126.2 仪器设备126.3 试验操作136.4 数据分析137回收与处理157.1 一般规定157.2 固体回收157.3 液体处理15附录A（资料性附录）土体参数表16附录B（资料性附录）试验环境记录表17附录C（资料性附录）试验进程记录表18附录D（资料性附录）试验固废液表19本标准用词说明错误

2、!未定义书签。引用标准名录错误!未定义书签。条文说明错误!未定义书签。Contents1 GeneralProvisions错误!未定义书签。2 TermsandSympols错误!未定义书签。2Terms错误!未定义书签。2.2Sympols错误!未定义书签。3 BasicRequirements错误!未定义书签。4 TransparentSand错误!未定义书签。4.1 Solidparticles错误!未定义书签。4.2 Porefluid错误!未定义书签。4.3 Preparationoftransparentsand错误!未定义书签4.4 Tracerparticle错误!未定义书签

3、。5 TransparentClay错误!未定义书签。5.1 Solidparticles错误!未定义书签。5.2 Porefluid错误!未定义书签。5.3 Preparationoftransparentclay错误!未定义书签。5.4 Tracerparticle错误!未定义书签。6 TransparentSoilTest错误!未定义书签。6.1 Generalprovisions错误!未定义书签。6.2 Instrumentandequipment错误!未定义书签。6.3 Testoperation错误!未定义书签。6.4 Dataanalysis错误!未定义书签。7 Recovery

4、andDisposal错误!未定义书签。7.1 Generalprovisions错误!未定义书签。7.2 Solidrecovery错误!未定义书签。7.3 1.iquidhandling错误!未定义书签。AppendixATableofsoilparameters错误!未定义书签。AppendixBTestenvironmentrecord错误!未定义书签。AppendixCTestprogressrecord错误!未定义书签。AppendixDTableoftestsolidandwasteliquid错误!未定义书签。ExplanationofWordinginThisStandard

5、错误!未定义书签。1.istofQuotedStandards错误!未定义书签。Addition:ExplanationofProvisions错误!未定义书签。.为统一透明土试验方法与要求，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、环境保护，制定本标准。1.0.2本标准适用于采用透明土开展的各类模型试验。1.0.3透明土试验的材料制配、系统设计、数据分析和操作步骤除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的相关规定。2术语和符号下列术语和定义适用于本文件。2.1 术语2.1.1 透明土transparenlsoil利用透明固体颗粒材料和具备相同折射率的孔隙液体充分混合，形成的饱和试样可以模

6、拟天然饱和土体，称为透明土。2.1.2 硅胶silicagel又称硅酸凝胶，是一种具备高活性吸附的非晶态二氧化硅产品。2.1.3 熔融石英砂fusedsilica天然石英在高温冷却后形成的非结晶二氧化硅产品。2.1.4 透明度transparency能够透过光线的程度。2.1.5 折射率（又称折光率）refractiveindex光在真空中的传播速度与光在介质中的传播速度之比。2.1.6 粘度ViSCOSity流体或半流体流动程度的难易。2.1.7 密度density每一空间单位（如面积、长度、体积）的量（如质量、电量、能量）的分布。2.1.8 有机液体organicliquid由低碳数的卤代

7、燃、醇、酸、按酸、酯构成的化合物，本标准中涉及有机液体有乙醇、异丙醇、二甲基硅油、煤油、正十二烷、白油、石蜡、丙三醇、变压器油、聚乙二醇等。2.1.9 正十二烷dodecane一种有机物，化学式为Cl2H26,式量为170.38。2.1.10 白油（又称矿物油）mineraloil由石油所得精炼液态燃的混合物，原油经常压和减压分储、溶剂抽提和脱蜡,加氢精制而得的有机物。2.1.11 无机液体inorganicliquid通常指无机盐或无机酸、碱的水溶液，本标准中涉及无机液体主要为溟化钙溶液。2.1.12 澳化钙calciumbromide无机盐的一种，分子式为CaBn,无色斜方针状结晶或晶块，

8、无臭，味咸而苦。2.1.13 水系微孔滤纸（又称微孔滤膜）microporousmembrane由精制硝化棉，加入适量醋酸纤维素、丙酮、正丁醇、乙醇等制成，亲水，无毒卫生，是一种多孔性的薄膜过滤材料，孔径分布比较均匀的微孔，微孔率高达80%。的绝对孔径。主要用于水系溶液的过滤，故也称水系膜。2.1.14 真空抽滤vacuumfiltration利用抽气造成的负压加速滤水的方法。2.1.15 活性炭activatedcarbon由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。2.1.16 砂雨法s

9、andrainmethod利用沙漏控制落距及出砂速度获得可靠均匀性砂土地基的方法。2.1.17 示踪粒子tracerparticle用以描述、记录土体运动轨迹的粒子。2.1.18 无定形二氧化硅amorphoussilica没有晶体结构的二氧化硅物质，如石英玻璃、熔融石英、微细无定型物（包括硅溶胶、硅胶、沉淀Sio2、气相Si2）。2.1.19 锂皂石IaPOnite一种含镁、锂、硅的黏土矿物，属蒙脱石、蛭石族中的蛭石亚族，晶体结构为三八面体型。2.1.20 卡波姆Carbopol丙烯酸键合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醛的高分子聚合物。2.1.21 粒子图像测速（PIV）particleimage

10、velocimetry粒子图像测速，是一种用多次摄像以记录流场中粒子的位置，并分析摄得的两次或多次图像，获得每一小区域中粒子图像的平均位移，从而测出粒子运动速度的方法。2.1.22 散斑场specklefield被激光照明的粗糙物面在透镜的像面上形成的散斑照相。2.2 符号Vi透明土清晰度相对值；Wi为各根杆在透明土中灰度值；f（,y）图像中经二阶处理后各点像素灰度值；mh所在图像区域所形成的二阶矩阵的行数与列数；A）为图像处理去除测试杆后透明材料的平均灰度值；Ws制配的透明土体折射率（一）；ol第一种有机液体折射率（）;如2第二种有机液体折射率（一）;加Oi第一种有机液体质量（kg）;mo2

11、第二种有机液体质量（kg）；加卡波姆卡波姆材料质量（Wr2）；加水纯水质量（Wr112）；加疆聚化M氢氧化钠质量（Wr2）。3基本规定3.0.1透明土试验材料，包括光学上透明可见的人工制配土体的固体颗粒及孔隙液体。3.0.2透明土试验材料存放及试验操作过程应满足防火、防爆等安全要求。试验材料涉及化学材料时应保证通风实验环境，以保证实验人员安全。3.0.3透明土试验的模型尺寸，除了应考虑试验目的、相似比等因素之外，还应考虑透明土材料的透明度。3.0.4透明土制配完成后应测量其基本物理力学特性，宜按照土工试验方法标准GB50123或相关行业规范中的相关规定执行。评估所制配透明土模拟天然土体的相似性

12、或进行模型试验的相似比。3.0.5透明土材料制配及试验应考虑光线、温度变化对土体光学透明度的影响，同时应尽量减少人为操作对试验结果的影响。3.0.6完成透明土的制配过程后，应进行透明度的量化工作。可采用将灰度图像转化成由代表明暗程度的数字组成的矩阵，定义清晰度评价函数来衡量。3.0.7应根据透明土可视化模型试验中散斑场的质量、图片的清晰度，调整系统中各装置的位置，并在试验中固定其相对位置。3.0.8透明土试验应遵守实验室安全管理规定，在试验结束后废弃土体固、液应分开回收处置，防止污染环境。4透明砂土4.1 固体颗粒4.1.1 透明砂土固体颗粒一般选用二氧化硅化合物。4.1.2 所选透明土固体颗

13、粒应与天然土颗粒比重接近，且具备良好透明度。4.1.3 透明土固体颗粒折射率宜用最小偏向角法或自准直法测量。4.2 孔隙液体4.2.1 用来模拟孔隙液体的无机溶液，应具有良好的透明度。4.2.2 无机液体折射率的测量方法应符合化学试剂折光率测定通用方法GB/T614中的规定。4.2.3 无机液体宜与模拟孔隙液体具有相近的粘度和密度，不与透明土固体颗粒发生化学反应。液体粘度的测量方法应符合液体粘度的测定GB/T22235中的规定。4.2.4 以溟化钙溶液为孔隙液体时，需考虑其吸湿性对效果影响，通常采用以下方法：1用棕色玻璃瓶保存漠化钙，并将其贮存在干燥阴凉的地方，密封避光保存。2如果实验中使用了

14、不止一瓶溟化钙，则需重新测量每瓶滨化钙的折射率-浓度关系。3制备孔隙流体时，浪化钙溶液浓度应高于所需浓度。4.2.5 无机液体应根据温度调整浓度获取合理的折射率。4.2.6 用来模拟孔隙液体的有机溶液，应与透明土固体颗粒具备一致的折射率。4.2.7 有机液体折射率的测量方法应符合化学试剂折光率测定通用方法GB/T614中的规定，可参考4.2.2中推荐方法。4.2.8 有机液体宜具备模拟孔隙液体相近的粘度和密度，不与透明土固体颗粒发生化学反应。液体粘度的测量方法应符合液体粘度的测定GB/T22235中的规定，可参考-4.2.3中推荐方法。4.2.9 孔隙液体为多种液体混合而成的有机液体时应满足：

15、液体不互溶、无化学反应、两种液体折射率分别大于和小于固体颗粒折射率。可采用混合有机溶液折射率计算公式：a2=（4.1）zwol+o2式中：Ws制配的透明土体折射率（一）；Wol第一种有机液体折射率（一）；。2第二种有机液体折射率（一）；AWoI第一种有机液体质量（kg）；m02第二种有机液体质量（kg）04.2.10 烷煌类易燃液体存放应满足防火要求。4.2.11 混合有机液体应根据温度调整质量比获取合理折射率。4.3 透明砂土制配4.3.1 若孔隙液体为有机混合油，按照质量比调制与固体颗粒折射率一致的混合液体。4.3.2 若孔隙液体为澳化钙溶液，透明砂土孔隙液体的制配应按下列步骤进行：1称量一定量的澳化钙及纯水。2搅拌、溶解、冷却至室温后测定温度及折射率。3调整澳化钙