一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法及装置

技术特征：
1.一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、配置实验溶液，并测量记录所述实验溶液的初始电导率或初始灰度值；s2、将所述实验溶液放入冰箱以形成冰体，并测量记录所述冰体的初始质量，随后将所述冰体埋入岩土样内形成实验样品；s3、以设定流速向所述实验样品内注入蒸馏水，并收集从所述实验样品中流出的渗流液，随后测量记录所述渗透液的质量，以及导电率或灰度值；s4、根据同种溶质溶剂下溶液的浓度与其电导率或灰度值的函数关系，分别计算得到所述实验溶液的初始电导率或初始灰度值对应的初始浓度，以及所述渗流液的电导率或灰度值对应的浓度；其中浓度与电导率的函数关系为：n＝k1·
g，式中n为浓度，g为电导率，k1为比例系数；浓度与灰度值的函数关系为：n＝k2·
p
b
，式中p为灰度值，k2为比例系数，b为常数；s5、根据所述实验溶液的初始浓度和所述渗流液的浓度，计算所述冰体的融化比，其中所述冰体的融化比计算公式为：式中，l为融化比，n1为所述实验溶液的初始浓度，n2为所述渗流液的浓度，m1为所述冰体的初始质量，m2为所述渗流液的质量。2.如权利要求1所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法，其特征在于，在步骤s4中所述同种溶质溶剂下溶液的浓度与其电导率或灰度值的函数关系通过浓度标定获取，所述浓度标定具体包括以下步骤：s4a、获取标定溶剂和标定溶质，并测量记录二者的质量，其中所述标定溶剂和所述标定溶质分别与所述实验溶液的溶剂溶质相同；s4b、混合所述标定溶剂和所述标定溶质以形成标定溶液，随后计算得到所述标定溶液的浓度，以及测得所述标定溶液的电导率或或灰度值；s4c、逐次向所述标定溶液中增加等质量的所述标定溶质，并重复步骤s4b，以获得多组所述标定溶液的浓度和对应的电导率或灰度值；s4d、根据不同浓度的所述标定溶液的电导率或灰度值，拟合计算得到溶液浓度与电导率或灰度值的函数关系。3.如权利要求1所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法，其特征在于：所述实验溶液为氯化钠溶液或胭脂红溶液。4.如权利要求3所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法，其特征在于：当所述实验溶液为氯化钠溶液时，在步骤s1和步骤s3中测量记录对应的电导率，在步骤s5中所述冰体的融化比计算公式为：式中，l
氯化钠溶液
为氯化钠实验溶液对应的所述冰体的融化比，g1为氯化钠溶液的初始电导率，g2为对应的渗流液的电导率；当所述实验溶液为胭脂红溶液时，在步骤s1和步骤s3中测量记录对应的灰度值，在步骤s5中所述冰体的融化比计算公式为：
式中，l
胭脂红溶液
为氯化钠实验溶液对应的所述冰体的融化比，p1为胭脂红溶液的初始灰度值，p2为对应的渗流液的灰度值。5.一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验装置，用于实现如权利要求1-4任意一项所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法，其特征在于，包括：样品盒、注水泵、称重件和测量仪，其中所述样品盒的上端设有可拆卸连接的端盖，所述实验样品容置在所述样品盒内，在所述实验样品下方于所述样品盒底面上铺设有透水石，所述端盖上设有出水口，所述样品盒的底部设有进水口，所述进水口通过导管与注水泵连接，所述称重件上放置有烧杯，所述出水口通过导管与所述烧杯连通以收集所述渗流液，所述测量仪用以测量所述烧杯内的所述渗流液的电导率或灰度值。6.如权利要求5所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验装置，其特征在于：还包括水槽，所述水槽内装填有蒸馏水，所述注水泵通过导管与所述水槽连通，以将蒸馏水注入所述实验样品内。7.如权利要求5所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验装置，其特征在于：所述样品盒由透明塑料制成。8.如权利要求5所述的一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验装置，其特征在于：所述测量仪为电导率测试仪或灰度测试仪。

技术总结
本发明提供一种渗流作用下岩土体内冰体消融监测实验方法及装置，包括步骤：S1、配置实验溶液，记录实验溶液的初始电导率或初始灰度值；S2、将实验溶液放入冰箱以形成冰体，记录冰体的初始质量，随后将冰体埋入岩土样内形成实验样品；S3、以设定流速向实验样品内注入蒸馏水，并收集从实验样品中流出的渗流液，随后记录渗透液的质量，以及导电率或灰度值；S4、根据同种溶质溶剂下溶液的浓度与其电导率或灰度值的函数关系，分别计算得到实验溶液的初始电导率或初始灰度值对应的初始浓度，以及渗流液的电导率或灰度值对应的浓度；S5、根据实验溶液的初始浓度和所述渗流液的浓度，计算冰体的融化比。本装置结构简单，本方法能对冰体融化进行监测。进行监测。进行监测。


技术研发人员：周佳庆 陈恒卓 李长冬 顾东明 刘洪斌 张佳俊
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2022.08.08
技术公布日：2022/11/22