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精确制备不同含水率岩石试样的化学热力学方法
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2013.2.10
  • 页码:311-315
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室,武汉430071, [2]湖北工业大学土木工程与建筑学院,武汉430068, [3]国家海洋技术中心,天津300112
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2010CB732006); 国家自然科学基金(No.50979104,No.41172288); 中国科学院知识创新工程重要方向项目(No.KZCX2-EW-QN115)
  • 相关项目:深埋隧洞围岩板裂化机理与岩爆风险评估预测研究
中文摘要:

在岩石力学试验研究中,常常需要精确制备不同含水率的岩石试验样品,而目前的方法尚难以保证所需的精度。为此,提出一种精确制备不同含水率岩石试样的方法,其基本原理是将欲制备的岩石试件烘干或饱水后放置于恒湿环境中,烘干样或饱和样会逐步吸湿或去湿而增加或减小重量,其含水率逐步增加或减小,直至稳定,最终得到稳定、均匀、含水率各异的试验样品,而其中的关键是如何获得一个稳定的恒湿环境。基于化学热力学中单组分的气-液平衡理论,提出了一种稳定恒湿环境的获取方法,其基本原理为:由于岩石中组分水的化学势与恒湿环境中的水气的组分水的化学势在起始阶段不相等,因此,二者中的水气压力也不同,必然有组分水的迁移;当岩石中的水气压力大于恒湿环境中的水气压力时,水便从岩石中迁移至恒湿环境中,使岩石失水,而当岩石中的水气压力小于恒湿环境中的水气压力时,水自恒湿环境中迁移至岩石中,使其含水率增加,直至二者中的水气压力平衡,即可得到某一特定含水率的岩石样品。这样制备的岩石样品满足化学热力学平衡的要求,其含水率内外一致,上下相同,是含水率均匀分布的合格样品。该方法还能制备其他方法无法实现的含水率相差甚微的岩石试件,也可直接应用于精确制备不同含水率的土样。

英文摘要:

Rock samples with different water contents need prepare precisely in many rock mechanical tests;but current methods are not able to meet the accuracy.This paper proposes a method to precisely prepare rock samples with different water contents.Its principle is that dried or saturated rock samples,kept in the environment with a constant humidity,and they will absorb moisture to increase weight or lose moisture to decrease weight until a constant water content for rock samples is obtained.The key point in this procedure is to create an environment with a constant humidity.For this purpose,a method is proposed based on the vapor-liquid equilibrium theory.At the beginning stage,chemical potential of water component in rock samples does not equal to that of water component of vapor in humidistat environment,which leads to different vapor pressures,transformation of water components and variation of water content in rock samples.When vapor pressures reach an equilibrium state,a precise constant water content homogeneously distributed in whole rock sample is obtained.This method is capable to obtain the water contents of rock samples with very slight differences which can not be obtained by the current methods,and also to precisely prepare the soil samples with different water contents.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873