用激光粒度仪进行粘土的颗粒分析
2011-06-08谭晓慧沈梦芬
土木与环境工程学报 2011年6期
谭晓慧,沈梦芬,张 强,李 丹
(合肥工业大学a.资源与环境工程学院;b.分析测试中心,合肥230009)
土的粒径分布是土的基本属性,它对土的物理、力学及化学性质起着重要的控制作用[1-2]。此外,土的粒径分布曲线还可以用来预测非饱和土的水土特征曲线[3-5],这对于研究非饱和土的力学性质具有重要意义。
传统的土颗粒分析方法主要有筛分法及密度计法。筛分法适用于粒径大于0.075 mm的粗粒土,其试验结果较为准确。密度计法适用于粒径小于0.075 mm的细粒土,该法试验过程较为复杂,人为因素影响大、重复性较差。文献[2]采用磁性流体作为溶液,对传统的分析法作了改进,但试验过程仍存在很多人为因素。文献[1,6-8]研究了激光粒度仪在化工、材料、地质等领域的应用,可以看出激光粒度仪具有准确、高效、重复性好、人为因素影响小的特点。文献[9]研究了激光粒度仪在软土颗粒分析中的应用,但关于仪器精度的影响因素方面分析不足。用激光粒度仪进行细粒土的颗粒分析(以下简称“激光法”),具有很多优点,但由于仪器设置参数较多,加之土工测量经验的不足,还需大量研究各种类型土体的激光法最佳控制参数,为制定相应的土工试验规范积累经验。因此,该文以安徽省合肥市的粘土为试验对象,研究影响激光法测量结果的各种控制参数,并确定试验土体激光法的最佳试验条件。
1 激光法对粘土颗粒的试验研究
1.1 激光法简介
激光法基于Mie氏光散射理论,其基本原理是:激光被颗粒散射后,其散射角与颗粒的直径呈反比,通过探测器接收散射光的分布,利用合适的光学模型和数学程序来获得待测颗粒的粒度分布[10]。……
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