1、粘土中结合水测试方法简介与评价摘要：本文简要介绍了几种简便可行的实验室粘土中结合水测试方法的基本原理，总结了各测试方法的有点以及不足之处，建议研究者根据研究方向，选择符合客观实际的测试方法，以期取得令人满意的研究成果。 关键词：结合水；测试方法；简介与评价 中图分类号：TU442 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2014）-01-19-1 式中 Gs 为用中性液体（如煤油）测得的土粒密度，为容量瓶中水实测的变化量。值还要进行水量蒸发的校正。在试验的过程中设一个盛有等量水的容量瓶，在相等的温度下，记录试验结束时瓶中的水分蒸发量。1.2 等温吸附法5 等温吸附法是将 250烘干至恒重
2、的土样放置在不同的水汽平衡压得空气中让其自由吸水，当吸附平衡时可测得土样的重量增量，这部分增量就是土粒所吸附的水分的重量。由于干土在不同的水汽平衡压下吸附的水量是不同的。可以通过调节不同的水汽平衡压，获得相应地吸附水分的质量，画出曲线，通过曲线的特征可以判定结合水与自由水的界限，进而求出结合水的吸附量。 根据国内外的研究结果表明，以吸附水量为纵坐标，以水汽平衡压为横坐标，所得的曲线都有一定的特征。曲线斜率呈现出先大，中间又趋于平稳，最后又变大的特征，说明吸附结合水先快，后缓慢平稳，最后又加快的趋势。根据曲线的形态可以进行结合水和自由水界限的划分。通过等温吸附试验，测得了结合水的含量，就可以求得
3、结合水的一部分性质参数，如结合水的密度，结合水吸附势，结合水的平均积分比容，粘土体积膨胀率等。 1.3 热失重法6 热失重法主要利用热天平，对物体的质量的变化进行量测。热天平比普通天平的优势在于它可以在物体受热的情况下，连续地称出物体的质量，根据物体失去的重量 G 和温度 T，可以绘制出热衷分析曲线，即TG 曲线。根据 TG 的形态特征，可以判断出物质在何种温度下发生了变化。因为不同的物理或化学变化，都会在 TG 曲线上出现相应地阶梯。TG 曲线的斜率代表了物体失去重量的速率。斜率越大，表明物体发生质量变化的速率越大。将充分水和的土样放到热天平上，通过对土样加热使其失去水分，并可以在加热的过程
4、中测量出其失重，绘制出 TG 曲线，根据曲线的阶梯状特征，定性或定量的判别结合水的种类和含量。 2 各方法的评价 对于容量瓶法，其最大的有点就是操作简便，原理易于理解，其测试精度虽不是很高，但是也能基本反映出结合水含量的变化趋势，目前也得到越来越广泛的应用。对于等温吸附法，其利用了固体自气体中吸附的原理。固体自气体的吸附要比固体自液体的吸附的影响因素少，就这一点还说等温吸附法要比容量瓶法具有更高的精度。而且等温吸附法不仅可以定性的判断结合水的类型，还可以定量的测出结合水的含量，因此等温吸附法在结合水的量测方面有很好的应用前景。对于热失重法，其最大的有点就是能够给出温度变化与失重变化的连续曲线，
5、既可以做定性的鉴别，也可以做定量的分析，而且在确定正电胶 MMH 微晶中的水分含量时，应用了热失重法，得到了较为满意的结果，因此热失重法在结合水的测试方面有很大的利用价值。 目前用于结合水的测试手段上还有很多其他的方法。例如电化学法、声学法、体积分数法、水合熵法等等。但是由于其原理需要诸多的假设进行支持，而这些假设往往是不符合实际的。对于不同的研究方向可以选择不同的测试方法，也可以将各种测试手段联合使用，尽量使试验方法符合客观实际，才能获得令人满意的研究结果。 参考文献 1Pyper J.W.应用微波方法测量有机材料中的结合水分和游离水分J.国外科技资料， 1992， （10）： 87-95. 2吴凤彩.粘性土的吸附结合水测量和渗流的某些特点J.岩土工程学报， 1984， 6（6）：84-93 3许冀泉.粘土的吸水膨胀及其测定方法J.钻井液与完井液， 1989， 6（2）： 1-8. 4李广信.高等土力学M.北京：清华大学出版社，2004 5王平全.粘土表面结合水的定量分析及水合机制的研究，石油工业出版社，2002. 6袁建滨.粘土中结合水特性及其测试方法研究.华南理工大学硕士学位论文，2012. 作者简介：张兆楠，吉林大学建设工程学院，研究方向：岩土力学。
