史长莹，李子晗，张宝磊，代业宁

(黑龙江大学 水利电力学院，哈尔滨 150080)



激光粒度分析仪在非黏性土颗粒分析中的应用

史长莹，李子晗*，张宝磊，代业宁

(黑龙江大学 水利电力学院，哈尔滨 150080)

阐述了激光粒度分析原理及马尔文MS3000型号激光粒度分析仪的改进，对非黏性土的粒径分布进行了研究。利用马尔文激光粒度分析仪，通过试验分析确定此种土的激光粒度的各参数变量(遮光度、泵速、光学参数、分散剂等),并选择最优参数进行粒径分布的重复性和重现性试验。对比了使用不同分散剂的试验结果，发现采用六偏磷酸钠为分散剂进行非黏性土粒径分析时，其结果更准确，应用范围更具有普适性。

颗粒分析;激光粒度分析;非黏性土;分散剂

传统的土粒粒度测量方法一般有筛分法和密度计法等，存在着各种各样的弊端。例如筛分法只适用于粒径≥75 μm的土粒，而且难以测量粘连和团聚的样品；密度计法可以测量粒径<75 μm的土粒，但其操作复杂，计算量与误差较大[1]。这两种测量方法的分辨率和重复性很低，只适用于现场试验或者条件较为落后的地区。而近年来，随着国内对英国马尔文公司的MS系列激光粒度分析仪的引进，激光衍射法这种简便、快速的颗粒粒度分析技术逐步被运用到各行业的科学研究中[2]。它具有检测速度快,智能化程度较高,能够以各种人性化的方式输出操作者所需要的结果形式[3]；测量粒径范围大,无信号盲区(在采用三维扇形检测器之后),实际分辨率高[4]等优点。本文采用马尔文公司最为先进的MS3000激光粒度分析仪对黑龙江干流堤防工程所用土粒进行了适宜此种土粒的各参数变量及分散剂的确定与优选，并进行了粒径分布测量。

1 激光粒度分析方法原理与改进

1.1 马尔文MS系列激光粒度分析原理

目前，激光粒度仪主要基于Mie模型和Fraunhofer模型这两种理论。这两种衍射模型都通过不同大小的粒子所衍射的光落在不同的位置信息，反映出颗粒的大小。同样大小的粒子所衍射的光会落在相同的位置，此处叠加的光强度可以反映出这一大小颗粒所占的百分比。本文使用的马尔文MS3000激光粒度仪采用的是Mie衍射模型，这种理论考虑到了光与物质的相互作用，适合于所有波长、衍射角度及粒径范围[5-6]。……