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能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种可视化能量桩－土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法，其特征是它包括透明模型槽，槽内设有埋设在模拟桩周土、桩端土的透明土中的透明能量桩，所述透明能量桩为空心，桩底封闭，桩内布置有传热管，所述传热管与冷热循环机构联接；透明能量桩桩侧埋设有测量透明能量桩桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅，桩底埋设有测量透明能量桩桩底应力的土压力盒，透明模型槽外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；本发明试验装置操作简便，可重复性强；配制的透明土与天然土土体性质的相似性好；试验方法可用来探索能量桩－土传热机理及荷载传递机理。
【专利说明】能量粧一 土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑桩基础和地源热泵的模型试验，具体地说是一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法，特别是涉及一种可视化能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法。
【背景技术】
[0002]地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水等温度相对稳定的特性，通过消耗少量电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。直接将换热管埋于建筑物的混凝土桩基中称作能量桩，它可以有效解决专门埋管的施工步骤和地埋管占用地下空间等问题，从而大大节省工程造价，近年来逐渐得到工程技术人员的关注。但是，如何确定冷热循环作用下桩一土之间能量传递规律，及其温度对桩基承载力的影响规律，是直接影响能量桩技术推广应用的关键。
[0003]文献I《能量桩换热管不同埋设方式储热模拟研究》(赵嵩颖，等.建筑节能，2012，40(11): 66-67,74.)、文献2《地源热泵桩基与钻孔埋管换热器换热性能比较》(桂树强，等.土木建筑与环境工程，2013，35(3): 151-156.)基于数值模拟软件，分析了能量桩桩一土之间能量传递规律。该方法可以揭示桩基温度变化情况下，桩周土体温度场的变化规律；但是基于数值模拟软件的分析方法，往往由于受限于土体参数及材料本构模型的选择、桩一土接触面形式的设置、以及数值模型准确性与可靠性验证等因素影响而无法真实可靠的分析温度变化对桩基承载力的影响规律。
[0004]文献3《螺旋埋管地热换热器的线圈热源模型及其解析》(李新，等.热能动力工程，2011，26(4): 475-479.)、文献4《地埋管换热器和能量桩传热性能研究》(张正威，等.第21届全国结构工程学术会议[C].2012,pp: 76-86.)基于理论分析方法，建立了桩一土传热理论计算模型。该方法可以揭示桩一土能量传递规律；但是基于理论模型的分析方法，往往由于边界面假定、理论模型基本假设等因素影响而无法考虑复杂的真实地质情况下的桩一土之间能量传递规律。
[0005]文献5《地下连续墙内埋管换热器传热性能的试验研究》(孙猛，等.中国矿业大学学报，2012，41 (2): 225-230.)基于上海自然博物馆地下连续墙内埋管的传热性能进行了现场试验研究，分析了埋管布置形式、循环水流速、进水温度和运行模式对换热效果的影响。该方法可以真实的测得温度影响下桩一土之间能量传递规律，以及温度影响下桩基承载力值；但是，常规的试验条件下桩身轴力、桩体温度以及桩周土体温度都是点式、埋入式的，而且现场试验费用昂贵；由于地质条件的差异，现场试验所得到的结果，可推广性小。
[0006]全氟环状聚合物，英文名为Cytop，产品形状不规则，由日本旭硝子公司(网址http://www.agcce.eu.com/Cytop.asp)研发和生产,其折射率为1.34,透光率为95 % ,容重为2.03g/ cm 3，吸水性< 0.01 %，线膨胀系数7.4X 10?5 cm / cm /°C。主要应用于半导体制造中的保护膜涂料，通讯光纤等方面。[0007]冰晶石(Cryolite)是一种矿物，化学名为六氟铝酸钠(Na3AlF6),单斜晶系，柱状晶体或块状体，无气味，易吸水受潮，熔点1009°C，摩氏硬度2.5，密度2.97 g /cm3?3.0g/cm3，折射率1.338?1.339，双折射率0.001，正光性，色散值0.024，玻璃光泽至油脂光泽，透明，无色、白色、褐色或红色，产于侵入片麻岩的花岗岩及伟晶岩脉中，主要产地为格陵兰，可用氢氟酸法、氟硅酸法、碳酸化法等方法人工合成。主要用作铝电解的助熔剂；也用作研磨产品的耐磨添加剂，可以有效提高砂轮耐磨，切，削力，延长砂轮使用寿命和存储时间；铁合金及沸腾钢的熔剂，有色金属熔剂，铸造的脱氧剂，链烯烃聚合催化剂，以及用于玻璃抗反射涂层，搪瓷的乳化剂，玻璃的乳白剂，焊材的助熔剂陶瓷业的填充剂，农药的杀虫剂等行业企业。
[0008]氟化钙，化学式为CaF2，俗称萤石或氟石，透明度高，无色结晶或白色粉末，难溶于水，微溶于无机酸，熔点1402°C，沸点2497°C，折射率为1.434，密度3.18g/cm3。可用碳酸钙或氢氧化钙用氢氟酸溶解，将所得溶液浓缩，或向钙盐水溶液中加入氟离子，得到氟化钙的胶状沉淀，经精制可得。实验室一般用碳酸钙与氢氟酸作用或用浓盐酸和氢氟酸反复处理萤石粉来制备氟化钙。主要用于冶金、化工和建材三大行业，其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。
[0009]由于全氟环状聚合物颗粒、冰晶石颗粒、氟化钙颗粒具有高透明度，高透光率、低折射率等特点，且其颗粒物理力学性质与天然土颗粒的物理力学性质相似，因此，可以在配制透明土中用作透明固体材料。

【发明内容】

[0010]本发明的目的是提供一种可视化能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置和试验方法，它能更合理、可靠的分析冷热循环作用下能量桩桩一土传热机理，桩周土体温度场的变化规律，以及温度影响下桩基承载力的变化规律，使之达到实际工程应用中对桩一土相互作用机理的要求。
[0011]本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，它包括透明模型槽，透明模型槽内设有埋设在模拟桩周土、桩端土的透明土中的透明能量桩，所述透明能量桩为空心，桩底封闭，透明能量桩内布置有传热管，所述传热管与冷热循环机构联接；透明能量桩桩侧埋设有测量透明能量桩桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅，桩底埋设有测量透明能量桩桩底应力的土压力盒，透明模型槽外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机记录桩周土体散斑场和透明度，确定冷热循环作用下和桩顶荷载作用下透明能量桩桩周土体温度场和位移场的变化规律。
[0012]本发明所述冷热循环机构包括恒温水槽、水泵，传热管通过水泵与恒温水槽联接，使恒温水槽内的恒温水在传热管与恒温水槽之间循环流动。
[0013]本发明所述移动机构包括底座，底座上设有支架，支架之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆上，支杆通过滑块安装在滑杆上；所述激光源可在支杆上竖直移动，所述支杆可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面。[0014]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径
0.25IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.53 g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度15kN/m3~20kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0015]本发明所述的全氟环状聚合物颗粒0.25111111<粒径<0.5111111的为10 %~50 % , 0.5mm≤粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 % , 1.5腿≤粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计,合计为100 %。
[0016]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95%，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.63g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度16kN/m3~20kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角19。~22°，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0017]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由冰晶石与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述冰晶石为粒径0.25 IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~71MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0018]本发明所述的冰晶石颗粒0.25mm;^粒径<0.5mm的为10 %~50 % ,0.5mm;^粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 %。
[0019]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由冰晶石与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述冰晶石为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.338~1.339，密度2.97 g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角22°~26°，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0020]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由氟化钙与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述氟化钙为粒径0.25 IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34。~35。，弹性模量12MPa~7IMPa,泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液中的一种。[0021]本发明所述的氟化钙颗粒0.25mm<粒径<0.5mm的为10 %~50 %，0.5mm<粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 % ,以重量计，合计为100 % ；
当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由氟化钙与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述氟化钙为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力I kPa~3kPa，内摩擦角22。~26。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液或正12烷与甘油的混合物中的一种。
[0022]一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，它包括以下过程:
⑴建模:根据试验要求分别制作透明模型槽和透明能量桩，所述透明能量桩为空心，其桩底封闭，透明能量桩内布置有传热管，桩侧埋设有光纤光栅，桩底埋设有土压力盒；
⑵安装:将透明能量桩置入透明模型槽并填入透明土 ；传热管与冷热循环机构联接；透明模型槽外一侧在移动机构上安装好激光源，在透明模型槽外的正视面、俯视面分别安装数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；打开激光源，检查其在透明土体内部形成的颗粒切面明亮度，调整激光角度，使切面垂直入射，通过透明能量桩中心线；打开数码相机，调整数码相机镜头，使其能涵括整个试验画面；
⑶试验:根据实验设计，在透明能量桩桩顶加载，并按照设计温度对桩体进行温度控制；由数码相机记录桩周土体散斑场和透明度的变化情况，将记录数据通过数据线送入处理装置，并记录桩侧光纤光栅的变形读数和温度读数，以及桩端土压力盒的读数；
⑷重复过程⑴~过程⑶，可通过处理装置观测分析在不同桩周土体特性、不同桩基形式和不同桩体温度情况下的桩一土传热和荷载传递机理，完成能量桩一土荷载、温度传递机理的模型试验。
[0023]本发明在过程⑵中，所述冷热循环机构包括恒温水槽、水泵，传热管通过水泵与恒温水槽联接，使恒温水2内的恒温水在传热管与恒温水槽之间循环流动；所述移动机构包括底座，底座上设有支架，支架之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆上，支杆通过滑块安装在滑杆上；所述激光源可在支杆上竖直移动，所述支杆可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面。
[0024]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤:
所述备料为选择粒径为0.25 mm~2.0 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的全氟环状聚合物颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 % ,以重量计，合计为100 % ；
所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；
或者先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.538/0113~2.(^/0113，重度151^/1113~201^/1113，密实度20 % ~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa,泊松比0.2~0.45。
[0025]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径≤0.074 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；
或者先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得透明固体材料为全氟环状聚合物颗粒，模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.63g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度16kN/m3~20kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角19°~22°，弹性模量5MPa ~9MPa,泊松比 0.20 ~0.35。
[0026]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤:
所述备料为选择粒径0.25 mm~2.0 mm的冰晶石颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述冰晶石折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与冰晶石的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的冰晶石颗粒0.25 mm;≤粒径< 0.5 mm的为10 %~50 % , 0.5 mm;≤粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5 mm的为10 %~50 % , 1.5 mm≤粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 % ；
所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定冰晶石颗粒和孔隙液体的用量，先将冰晶石颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；或者先将调配好的孔隙液体装在容器中，并将冰晶石颗粒缓慢、均匀、分散地倒入容器中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持冰晶石颗粒始终在孔隙液体液面以下；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除冰晶石颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出冰晶石颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.98 g/cm3~2.5g/cm3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~7IMPa,泊松比0.2~0.45。
[0027]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述冰晶石折射率1.338~1.339，密度2.97 g / cm 3~3.0 g/cm3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与冰晶石的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定冰晶石颗粒和孔隙液体的用量，先将冰晶石颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；
或者先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽中，并将冰晶石颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持冰晶石颗粒始终在孔隙液体液面以下； 所述抽真空为利用抽真空装置抽除冰晶石颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出冰晶石颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角22。~26。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35。
[0028]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤:
所述备料为选择粒径为0.25 mm~2.0 mm的氟化钙颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述氟化钙折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与氟化钙的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为10 %~50 % , 1.5 mm;^粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 % ；
所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定氟化钙颗粒和孔隙液体的用量，先将氟化钙颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；
或者先将调配好的孔隙液体装在容器中，并将氟化钙颗粒缓慢、均匀、分散地倒入容器中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持氟化钙颗粒始终在孔隙液体液面以下；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除氟化钙颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出氟化钙颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.98 g/cm3~2.5g/cm3，重度19kN/m3?25kN/m3，密实度20 %?80 % ;力学特性为:内摩擦角34°?35°，弹性模量12MPa?7IMPa,泊松比0.2?0.45。
[0029]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径< 0.074 mm的氟化钙颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述氟化钙折射率1.434，透光率95 %，容重3.18g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与氟化钙的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液或正12烷与甘油的混合物中的一种；
所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定氟化钙颗粒和孔隙液体的用量，先将氟化钙颗粒分层填入透明模型槽中，并分3?4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体；
或者先将调配好的孔隙液体装在容器中，并将氟化钙颗粒缓慢、均匀、分散地倒入容器中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持氟化钙颗粒始终在孔隙液体液面以下；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除氟化钙颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出氟化钙颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.98g/ cm 3?2.5g/ cm 3，重度20kN/m3?26kN/m3，固结度OCR值0.8?3 ;力学特性为:凝聚力I kPa?3kPa，内摩擦角22。?26。，弹性模量5MPa?9MPa，泊松比0.20?0.35。
[0030]由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，试验方法可行，配制的透明土透明度高，与天然土土体性质的相似性好；试验装置操作简便，易于实现，可重复性强；可用来模拟复杂的地质条件，提高人们对岩土工程问题本质的认识，特别是探索能量桩一土传热机理及荷载传递机理具有重要意义。
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1是本发明试验装置的结构示意图；
图2是本发明试验装置移动机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0033]实施例1:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
由图1、图2可知，一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，它包括透明模型槽1，透明模型槽I内设有埋设在模拟桩周土 2、桩端土 3的透明土中的透明能量桩9，所述透明能量桩9为空心，桩底封闭，透明能量桩9内布置有传热管10，所述传热管10与冷热循环机构联接；透明能量桩9桩侧埋设有测量透明能量桩9桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅14，桩底埋设有测量透明能量桩9桩底应力的土压力盒15，透明模型槽I外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽I外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽I空间的数码相机6，数码相机6通过数据线与处理装置8联接；激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机6记录桩周土体散斑场16和透明度，确定冷热循环作用下和桩顶荷载作用下透明能量桩9桩周土体温度场和位移场的变化规律。
[0034]本发明所述冷热循环机构包括恒温水槽12、水泵11，传热管10通过水泵11与恒温水槽12联接，使恒温水槽12内的恒温水13在传热管10与恒温水槽12之间循环流动；所述的恒温水13由加热设备或者制冷设备控制恒温水槽12内水的温度，与水泵11连接的传热管10在进水端和出水端位置安装有温度计20。
[0035]本发明所述移动机构包括底座18，底座18上设有支架17，支架17之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆7上，支杆7通过滑块19安装在滑杆上；所述激光源可在支杆7上竖直移动，所述支杆7可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽I的竖向面或水平面的激光切面。
[0036]本发明所述透明模型槽I由透明树脂玻璃制成，所述能量桩9由有机玻璃材料制成，所述传热管10为透明塑料管，在能量桩9内布置成U型或W型(本实施例为U型)，所述激光源包括激光器4、线性转化器5，激光器4为内腔式氦氖激光器，功率为50mW~500mW(本实施例为500mW);所述的线性转换器5可以将点光源转化为线性光源，且线性转化器5转化成的线性光源可以旋转方向；
本发明所述数码相机6为高清高速数码相机，其分辨率为50 w~500w (本实施例为500w)，帧曝光，帧数2 5，曝光时间10μ8~IOs (本实施例为10μ8)ο
[0037]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径
0.25 mm~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.53 g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度15kN/m3~20kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0038]本发明所述的全氟环状聚合物颗粒0.25 粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5mm≤粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 % , 1.5腿≤粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计,合计为100 %。
[0039]本实施例选择全氟环状聚合物颗粒0.25 mm;^粒径< 0.5 mm的为30 % , 0.5 mm;^粒径< 1.0 mm的为 30 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为 20 % , 1.5 mm;^粒径≤ 2.0 mm的为 20 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.34)，使其与全氟环状聚合物的折射率一致。
[0040]一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，它包括以下过程:
⑴建模:根据试验要求分别制作透明模型槽I和透明能量桩9，所述透明能量桩9为空心，其桩底封闭，透明能量桩9内布置有传热管10，桩侧埋设有光纤光栅14，桩底埋设有土压力盒15 ；
⑵安装:将透明能量桩9置入透明模型槽I并填入透明土 ；传热管10与冷热循环机构联接；透明模型槽I外一侧在移动机构上安装好激光源，在透明模型槽I外的正视面、俯视面分别安装数码相机6，数码相机6通过数据线与处理装置8联接；打开激光源，检查其在透明土体内部形成的颗粒切面明亮度，调整激光角度，使切面垂直入射，通过透明能量桩9中心线；打开数码相机6，调整数码相机6镜头，使其能涵括整个试验画面；
本发明在过程⑵中，所述冷热循环机构包括恒温水槽12、水泵11，传热管10通过水泵11与恒温水槽12联接，使恒温水槽12内的水在传热管10与恒温水槽12之间循环流动；所述的恒温水13由加热设备或者制冷设备控制恒温水槽12内水的温度，与水泵11连接的传热管10在进水端和出水端位置安装有温度计20。
[0041]本发明所述移动机构包括底座18，底座18上设有支架17，支架17之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆7上，支杆7通过滑块19安装在滑杆上；所述激光源可在支杆7上竖直移动，所述支杆7可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽I的竖向面或水平面的激光切面。
[0042]本发明所述透明模型槽I由透明树脂玻璃制成，所述能量桩9由有机玻璃材料制成，所述传热管10为透明塑料管，在能量桩9内布置成U型或W型(本实施例为U型)，所述激光源包括激光器4、线性转化器5，激光器4为内腔式氦氖激光器，功率为50mW~500mW(本实施例为500mW);所述的线性转换器5可以将点光源转化为线性光源，且线性转化器5转化成的线性光源可以旋转方向；
本发明所述数码相机6为高清高速数码相机，其分辨率为50 w~500w (本实施例为500w)，帧曝光，帧数25，曝光时间10μ8 ~ IOs (本实施例为10μ8)ο
[0043]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤: 所述备料为选择粒径为0.25 mm~2.0 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的全氟环状聚合物颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 % ,以重量计，合计为100 % ；
本实施例选择全氟环状聚合物颗粒0.25 mm;^粒径< 0.5 mm的为30 % , 0.5 mm;^粒径
<1.0 mm的为 30 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5 mm的为 20 % , 1.5 mm;^粒径≤ 2.0 mm的为 20 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.34)，使其与全氟环状聚合物的折射率一致。
[0044]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对全氟环状聚合物颗粒进行预压；分3次击实，控制试样的密实度为30 % ;然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.538/0113~2.(^/0113，重度151^/1113~201^/1113，密实度20 % ~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa,泊松比0.2~0.45。
[0045]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.53g/ cm3，重度15kN/m3，密实度30 % ；力学特性为:内摩擦角30°，弹性模量8 MPa,泊松比0.4。
[0046]⑶试验:根据实验设计，在透明能量桩9桩顶加载，并按照设计温度对桩体进行温度控制；由数码相机6记录桩周土体散斑场16和透明度的变化情况，将记录数据通过数据线送入处理装置8，并记录桩侧光纤光栅14的变形读数和温度读数，以及桩端土压力盒15的读数；
所述激光器4和线性转化器5可在支杆7上竖直移动，所述支杆7可在滑杆上水平移动；这样，使激光源可以在透明模型槽I的任意位置形成透明模型槽I的竖向面或水平面的激光切面。
[0047]当激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的竖向面的激光切面时，由安装在透明模型槽I正视面的数码相机6记录；当激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的水平面的激光切面时，由安装在透明模型槽I俯视面的数码相机6记录。
[0048]试验中，利用PIV技术(Particle Image Velocimetry粒子图像测速法)结合图像处理软件PIVview2C对数码相机6采集的图片资料进行处理。
[0049]⑷重复过程⑴~过程⑶，可通过处理装置8观测分析在不同桩周土体特性、不同桩基形式和不同桩体温度情况下的桩一土传热和荷载传递机理，完成能量桩一土荷载、温度传递机理的模型试验。 [0050]实施例2:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
在过程⑵中，选择全氟环状聚合物颗粒0.25 粒径< 0.5 mm的为10 % , 0.5 粒径< 1.0 mm的为 30 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为 30 % , 1.5 mm;^粒径≤ 2.0 mm的为 30 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为氯化钠溶液，其浓度为5 % ；混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.65g/ cm 3，重度17kN/m3，密实度40 % ;力学特性为:内摩擦角31。，弹性模量20MPa,泊松比0.25。
[0051]余同实施例1。
[0052]实施例3:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
在过程⑵中，选择全氟环状聚合物颗粒0.25 粒径< 0.5 mm的为10 % , 0.5 粒径< 1.0 mm的为 40 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为 35 % , 1.5 mm;^粒径≤ 2.0 mm的为 15 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为酒精溶液，其浓度为15 % ；混配时，控制试样其密实度为40 %。
[0053]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.83 g/ cm 3，重度17.5kN/m3,密实度40% ;力学特性为:内摩擦角31°，弹性模量15MPa，泊松比0.32。
[0054]余同实施例1。
[0055]实施例4:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.63g/ cm 3?2.0g/ cm 3，重度16kN/m3?20kN/m3，固结度OCR值0.8?3 ;力学特性为:凝聚力IkPa?3kPa，内摩擦角19°?22。，弹性模量5MPa?9MPa，泊松比0.20?0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0056]本实施例选择粒径< 0.074 mm的全氟环状聚合物颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.34)，使其与全氟环状聚合物的折射率一致。
[0057]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径< 0.074 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；本实施例选择粒径< 0.074 mm的全氟环状聚合物颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.34)，使其与全氟环状聚合物的折射率一致。
[0058]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3?4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对全氟环状聚合物颗粒进行预压；分3次击实，以控制试样的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得透明固体材料为全氟环状聚合物颗粒，模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.63g/ cm 3?2.0g/ cm 3，重度16kN/m3?20kN/m3，固结度OCR值0.8?3 ;力学特性为:凝聚力IkPa?3kPa，内摩擦角19°?22°，弹性模量5MPa ?9MPa,泊松比 0.20 ?0.35。
[0059]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.73 g/ cm 3，重度17kN/m3，固结度OCR值2.0 ;力学特性为:凝聚力3kPa，内摩擦角20。，弹性模量9MPa，泊松比0.35。
[0060]余同实施例1。
[0061]实施例5:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
在过程⑵中，所述孔隙液体为氯化钠溶液，其浓度为5 % ；
混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.83g/cm3，重度18kN/m3，固结度OCR值1.0 ;力学特性为:凝聚力2kPa，内摩擦角19。，弹性模量6MPa，泊松比0.35。[0062]余同实施例1、4。
[0063]实施例6:(透明固体材料为全氟环状聚合物)
在过程⑵中，所述孔隙液体为溴化钙溶液，其浓度为3 % ；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.0g/ cm 3，重度20kN/m3，固结度OCR值2 ;力学特性为:凝聚力3kPa，内摩擦角22。，弹性模量9MPa，泊松比0.25。
[0064]余同实施例1、4。
[0065]实施例7:(透明固体材料为冰晶石)
当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由冰晶石与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述冰晶石为粒径0.25 mm~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~71MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。[0066]本发明所述的冰晶石颗粒0.25mm;^粒径<0.5 mm的为10 %~50 % ,0.5mm;^粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 %。
[0067]本实施例选择密度2.97g/ cm 3、折射率1.338的冰晶石颗粒，0.25 mm<粒径< 0.5mm的为 30 % , 0.5 mm;^粒径< 1.0 mm的为 30 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为 20 % , 1.5 mm^粒径< 2.0 mm的为20 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液,所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为3.5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.338)，使其与冰晶石的折射率一致。
[0068]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤:
所述备料为选择粒径0.25 mm~2.0 mm的冰晶石颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述冰晶石折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与冰晶石的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的冰晶石颗粒0.25 mm;^粒径< 0.5 mm的为10 %~50 % , 0.5 mm;^粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm≤粒径< 1.5 mm的为10 %~50 % , 1.5 mm;^粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 % ；
本实施例选择密度2.97g/ cm 3、折射率1.338的冰晶石颗粒，0.25 粒径< 0.5 mm的为 30 % , 0.5 mm;^粒径< 1.0 mm的为 30 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为 20 % , 1.5 mm;^粒径< 2.0 mm的为20 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为3.5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.338)，使其与冰晶石的折射率一致。
[0069]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定冰晶石颗粒和孔隙液体的用量，先将冰晶石颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对冰晶石颗粒进行预压；分3次击实，控制试样的密实度为50 % ;然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除冰晶石颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出冰晶石颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.98 g/cm3~2.5g/cm3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~7IMPa,泊松比0.2~0.45。
[0070]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm3，重度19kN/m3，密实度50 % ；力学特性为:内摩擦角34。，弹性模量20MPa,泊松比0.4。
[0071]余同实施例1。
[0072]实施例8:(透明固体材料为冰晶石)
在过程⑵中，选择密度3.0g/cm3、折射率1.339的冰晶石颗粒，0.25mm<粒径< 0.5 mm的为 10 % , 0.5 mm≤粒径< 1.0 mm的为 35 %，1.0 mm≤粒径< 1.5 mm的为 35 %，1.5 mm^粒径< 2.0 mm的为20 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为氯化钠溶液，调制溶液浓度(本实施例浓度为4.2 %)，利用阿贝折射仪测定氯化钠溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.339)，使其与冰晶石的折射率一致。
[0073]混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将冰晶石颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持冰晶石颗粒始终在孔隙液体液面以下；
余同实施例1、7。
[0074]实施例9:(透明固体材料为冰晶石)
在过程⑵中，选择密度3.0g/cm3、折射率1.338的冰晶石颗粒，0.25mm<粒径< 0.5 mm的为 25 % , 0.5 mm≤粒径< 1.0 mm的为 25 %，1.0 mm≤粒径< 1.5 mm的为 25 %，1.5 mm^粒径< 2.0 mm的为25 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为酒精溶液，其浓度为12 % ；
混配时，控制试样其密实度为60 %。
[0075]本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.3g/ cm 3，重度23kN/m3，密实度60 % ；力学特性为:内摩擦角35。，弹性模量45MPa，泊松比0.35。
[0076]余同实施例1、7。
[0077]实施例10:(透明固体材料为冰晶石)
当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由冰晶石与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述冰晶石为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.338~1.339，密度2.97 g/ cm 3~3.0g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值
0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角22。~26。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0078]本实施例选择密度2.97g/ cm 3、折射率1.338、粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为3.5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.338)，使其与冰晶石的折射率一致。[0079]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述冰晶石折射率1.338?1.339，密度2.97 g / cm 3?3.0 g/cm3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与冰晶石的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；
本实施例选择密度2.97g/ cm 3、折射率1.338、粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为3.5 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.338)，使其与冰晶石的折射率一致。
[0080]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定冰晶石颗粒和孔隙液体的用量，先将冰晶石颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3?4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对冰晶石颗粒进行预压；分3次击实，以控制试样的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除冰晶石颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出冰晶石颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.98g/ cm 3?2.5g/ cm 3，重度20kN/m3?26kN/m3，固结度OCR值0.8?3 ;力学特性为:凝聚力IkPa?3kPa，内摩擦角22。?26。，弹性模量5MPa?9MPa，泊松比0.20?0.35。
[0081]本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.0g/ Cm 3，重度21kN/m3，固结度OCR值
0.8 ;力学特性为:凝聚力IkPa,内摩擦角23。，弹性模量5MPa，泊松比0.30。
[0082]余同实施例1。
[0083]实施例11:(透明固体材料为冰晶石)
在过程⑵中，选择密度3.0g/ cm 3、折射率1.338、粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒；所述孔隙液体为氯化钠溶液，其浓度为4.1 % ;
混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将冰晶石颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持冰晶石颗粒始终在孔隙液体液面以下；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.3g/cm3，重度24kN/m3，固结度OCR值1.5 ；力学特性为:凝聚力3kPa，内摩擦角23。，弹性模量8MPa，泊松比0.25。
[0084]余同实施例1、11。
[0085]实施例12:(透明固体材料为冰晶石)
在过程⑵中，选择密度3.0g/ cm 3、折射率1.338、粒径< 0.074 mm的冰晶石颗粒；所述孔隙液体为溴化钙溶液，其浓度为I % ;
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.3g/ cm 3，重度26kN/m3，固结度OCR值2 ;力学特性为:凝聚力3kPa，内摩擦角6。，弹性模量9MPa，泊松比0.25。
[0086]余同实施例1、10。
[0087]实施例13:(透明固体材料为氟化钙)当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明所述透明土它由氟化钙与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述氟化钙为粒径0.25 IM~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度1.98g/cm3~2.5g/cm3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~71MPa，泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液中的一种。
[0088] 本发明所述的氟化钙颗粒0.25mm<粒径<0.5 mm的为10 %~50 %，0.5mm<粒径
<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm^ 粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 % ,以重量计，合计为100 % ；
本实施例选择氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为30 % , 0.5 mm<粒径< 1.0 mm的为20 %，1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为20 %，1.5 mm;^粒径^ 2.0 mm的为30 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为56 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.434)，使其与氟化钙的折射率一致。
[0089]当需制得模拟饱和砂土的透明土时，本发明在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤:
所述备料为选择粒径为0.25 mm~2.0 mm的氟化钙颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述氟化钙折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与氟化钙的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液中的一种；
所述的氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径< 1.0 mm的为10 %~50 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为10 %~50 % , 1.5 mm;^粒径≤ 2 .0 mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 % ；
本实施例选择氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为30 % , 0.5 mm<粒径< 1.0 mm的为20 %，1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为20 %，1.5 mm;^粒径≤2.0 mm的为30 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为56 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.434)，使其与氟化钙的折射率一致。
[0090]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定氟化钙颗粒和孔隙液体的用量，先将氟化钙颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对氟化钙颗粒进行预压；分3次击实，控制试样的密实度为30 % ;然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除氟化钙颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出氟化钙颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.98 g/cm3~2.5g/cm3，重度19kN/m3~25kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角34°~35°，弹性模量12MPa~7IMPa,泊松比0.2~0.45。
[0091]本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.lg/ Cm 3，重度21kN/m3，密实度30 % ；力学特性为:内摩擦角34°，弹性模量17MPa，泊松比0.35。[0092]余同实施例1。
[0093]实施例14:(透明固体材料为氟化钙)
在过程⑵中，选择氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为20 % , 0.5 mm<粒径< 1.0mm的为30 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为30 % , 1.5 mm;^粒径≤2.0 mm的为20 % ,以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为氯化钠溶液，其浓度为54 % ；
混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将氟化钙颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持氟化钙颗粒始终在孔隙液体液面以下；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.0g/ cm 3，重度20kN/m3，密实度40 % ;力学特性为:内摩擦角34。，弹性模量20MPa,泊松比0.4。
[0094]余同实施例1、13。
[0095]实施例15:(透明固体材料为氟化钙)
在过程⑵中，选择氟化钙颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 % , 0.5 mm<粒径< 1.0mm的为40 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为35 % , 1.5 mm;^粒径≤2.0 mm的为15 %，以重量计，合计为100 %，将其混合均匀；所述孔隙液体为溴化钙溶液，其浓度为45 % ；
混配时，控制试样其密实度为50 %。
[0096]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.53g/ cm3，重度15kN/m3，密实度50 % ；力学特性为:内摩擦角35。，弹性模量25MPa，泊松比0.3。
[0097]余同实施例1、13。
[0098]实施例16:(透明固体材料为氟化钙)
当需制得模拟饱和黏土的透明土时，本发明所述透明土它由氟化钙与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述氟化钙为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述透明土的物理特性为:密度
1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力I kPa~3kPa，内摩擦角22。~26。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液或正12烷与甘油的混合物中的一种。
[0099]本实施例选择粒径≤ 0.074 mm的氟化钙颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为56 %)，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.434)，使其与氟化钙的折射率一致。
[0100]当需制得模拟饱和黏土的透明土时，在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤:
所述备料为选择粒径≤ 0.074 IM的氟化钙颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述氟化钙折射率1.434，透光率95 %，容重3.18g/ cm 3 ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与氟化钙的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或溴化钙溶液或正12烷与甘油的混合物中的一种；
本实施例选择粒径< 0.074 mm的氟化钙颗粒；孔隙液体为糖溶液，所述的糖为蔗糖。调制溶液浓度(本实施例浓度为56 % )，利用阿贝折射仪测定蔗糖溶液在试验温度(本实施例为20°C)下的折射率(本实施例为1.434)，使其与氟化钙的折射率一致。
[0101]所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定氟化钙颗粒和孔隙液体的用量，先将氟化钙颗粒分层填入透明模型槽I中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体；
本实施例在透明模型槽I中填入一定量后，对氟化钙颗粒进行预压；分3次击实，以控制试样的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液体，静置24小时；
所述抽真空为利用抽真空装置抽除氟化钙颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出氟化钙颗粒的孔隙液体；
所述固结为在固结仪中进行固结，制得模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度
1.98g/ cm 3~2.5g/ cm 3，重度20kN/m3~26kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力I kPa~3kPa，内摩擦角22。~26。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35。
[0102]本实施例所制透明土的物理特性为:密度1.98g/cm3，重度20kN/m3，固结度OCR值
0.8 ;力学特性为:凝聚力I kPa，内摩擦角22°，弹性模量5MPa，泊松比0.35。
[0103]余同实施例1。
[0104]实施例17:(透明固体材料为氟化钙)
在过程⑵中，所述孔隙液体为氯化钠溶液，其浓度为54 % ；
混配时，先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽I中，并将氟化钙颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽I中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持氟化钙颗粒始终在孔隙液体液面以下；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.3g/cm3，重度23kN/m3，固结度OCR值1.5 ；力学特性为:凝聚力2 kPa，内摩擦角23。，弹性模量8MPa，泊松比0.30。
[0105]余同实施例1、16。
[0106]实施例18:(透明固体材料为氟化钙)
在过程⑵中，所述孔隙液体为溴化钙溶液，其浓度为45 % ；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.18/0113，重度211^/1113，固结度00?值1.0;力学特性为:凝聚力IkPa,内摩擦角22。，弹性模量6MPa，泊松比0.30。
[0107]余同实施例1、16。
[0108]实施例19:(透明固体材料为氟化钙)
在过程⑵中，所述孔隙液体为正12烷(折射率为1.421)与甘油(折射率为1.473)的混合物，通过调整正12烷与甘油的的质量比来改变混合油的折射率，使其与氟化钙颗粒的折射率一致；本实施例正12烷与甘油的的质量比为1:3 ；
本实施例所制透明土的物理特性为:密度2.3g/cm3，重度23kN/m3，固结度OCR值1.5 ；力学特性为:凝聚力3kPa，内摩擦角26。，弹性模量8MPa，泊松比0.35。
[0109]余同实施例1、16。
【权利要求】
1.一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽内设有埋设在模拟桩周土、桩端土的透明土中的透明能量桩，所述透明能量桩为空心，桩底封闭，透明能量桩内布置有传热管，所述传热管与冷热循环机构联接；透明能量桩桩侧埋设有测量透明能量桩桩体轴力变形和温度变化的光纤光栅，桩底埋设有测量透明能量桩桩底应力的土压力盒，透明模型槽外一侧设有安装在移动机构上的激光源，透明模型槽外的正视面、俯视面设有可观察透明模型槽空间的数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面，由数码相机记录桩周土体散斑场和透明度，确定冷热循环作用下和桩顶荷载作用下透明能量桩桩周土体温度场和位移场的变化规律。
2.根据权利要求1所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述冷热循环机构包括恒温水槽、水泵，传热管通过水泵与恒温水槽联接，使恒温水槽内的恒温水在传热管与恒温水槽之间循环流动。
3.根据权利要求1所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述移动机构包括底座，底座上设有支架，支架之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆上，支杆通过滑块安装在滑杆上；所述激光源可在支杆上竖直移动，所述支杆可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面。
4.根据权利要求1或2或3所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径0.25 mm~2.0 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.53 g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度15kN/m3~20kN/m3，密实度20 %~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31°，弹性模量8MPa~50MPa,泊松比0.2~0.45 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
5.根据权利要求4所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述的全氟环状聚合物颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径< 1.0mm的为10 %~50 % , 1.0 mm;^粒径< 1.5 mm的为10 %~50 % , 1.5 mm≤粒径≤2.0 mm的为10 %~50 %，以重量计，合计为100 %。
6.根据权利要求1或2或3所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验装置，其特征是所述透明土它由全氟环状聚合物与相同折射率的无色孔隙液体经备料、混配、抽真空、固结步骤配制而成，所述全氟环状聚合物为粒径< 0.074 mm的颗粒，其颗粒为不规则形状，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述透明土的物理特性为:密度1.63g/cm3~2.0g/cm 3，重度16kN/m3~20kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角19。~22。，弹性模量5MPa~9MPa，泊松比0.20~0.35 ;所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种。
7.一种能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，其特征是它包括以下过程: ⑴建模:根据试验要求分别制作透明模型槽和透明能量桩，所述透明能量桩为空心，其桩底封闭，透明能量桩内布置有传热管，桩侧埋设有光纤光栅，桩底埋设有土压力盒； ⑵安装:将透明能量桩置入透明模型槽并填入透明土 ；传热管与冷热循环机构联接；透明模型槽外一侧在移动机构上安装好激光源，在透明模型槽外的正视面、俯视面分别安装数码相机，数码相机通过数据线与处理装置联接；打开激光源，检查其在透明土体内部形成的颗粒切面明亮度，调整激光角度，使切面垂直入射，通过透明能量桩中心线；打开数码相机，调整数码相机镜头，使其能涵括整个试验画面； ⑶试验:根据实验设计，在透明能量桩桩顶加载，并按照设计温度对桩体进行温度控制；由数码相机记录桩周土体散斑场和透明度的变化情况，将记录数据通过数据线送入处理装置，并记录桩侧光纤光栅的变形读数和温度读数，以及桩端土压力盒的读数； ⑷重复过程⑴~过程⑶，可通过处理装置观测分析在不同桩周土体特性、不同桩基形式和不同桩体温度情况下的桩一土传热和荷载传递机理，完成能量桩一土荷载、温度传递机理的模型试验。
8.根据权利要求7所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，其特征是在过程⑵中，所述冷热循环机构包括恒温水槽、水泵，传热管通过水泵与恒温水槽联接，使恒温水2内的恒温水在传热管与恒温水槽之间循环流动；所述移动机构包括底座，底座上设有支架，支架之间设有滑杆，所述激光源安装在支杆上，支杆通过滑块安装在滑杆上；所述激光源可在支杆上竖直移动，所述支杆可在滑杆上水平移动，使激光源可以在任意位置形成透明模型槽的竖向面或水平面的激光切面。
9.根据权利要求7或8所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，其特征是在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空步骤: 所述备料为选择粒径为0.25 mm~2.0 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种； 所述的全氟环状聚合物颗粒0.25 mm<粒径< 0.5 mm的为10 %~50 %，0.5 mm<粒径<1.0 mm的为10 %~50 %，1.0 mm≤粒径< 1.5腿的为10 %~50 %，1.5 mm≤粒径≤2.0mm的为10 %~50 % ,以重量计，合计为100 % ； 所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体； 或者先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下； 所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体，制得模拟饱和砂土的透明土，其物理特性为:密度1.538/0113~2.(^/0113，重度151^/1113~201^/1113，密实度20 % ~80 % ;力学特性为:内摩擦角30。~31。，弹性模量8MPa~50MPa,泊松比0.2~0.45。
10.根据权利要求7或8所述的能量桩一土荷载、温度传递机理模型试验方法，其特征是在过程⑵中，所述填入透明土包括备料、混配、抽真空、固结步骤: 所述备料为选择粒径< 0.074 mm的全氟环状聚合物颗粒，其颗粒为不规则形状，清洗杂质并烘干，所述全氟环状聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性<0.01 % ;选择无色孔隙液体，调节溶液浓度，使孔隙液体的折射率与全氟环状聚合物的折射率一致；所述的孔隙液体为糖溶液或氯化钠溶液或酒精溶液或溴化钙溶液中的一种；所述混配为根据试验条件与试样的尺寸大小计算确定全氟环状聚合物颗粒和孔隙液体的用量，先将全氟环状聚合物颗粒分层填入透明模型槽中，并分3~4次击实；然后在透明模型槽中注入孔隙液体； 或者先将调配好的孔隙液体装在透明模型槽中，并将全氟环状聚合物颗粒缓慢、均匀、分散地倒入透明模型槽中，倾倒过程中不断搅拌排出气泡，并保持全氟环状聚合物颗粒始终在孔隙液体液面以下； 所述抽真空为利用抽真空装置抽除全氟环状聚合物颗粒之间的气泡，利用吸球抽去高出全氟环状聚合物颗粒的孔隙液体； 所述固结为在固结仪中进行固结，制得透明固体材料为全氟环状聚合物颗粒，模拟饱和黏土的透明土，其物理特性为:密度1.63g/ cm 3~2.0g/ cm 3，重度16kN/m3~20kN/m3，固结度OCR值0.8~3 ;力学特性为:凝聚力IkPa~3kPa，内摩擦角19°~22°，弹性模量5MPa ~9MPa,泊松比 0.20 ~0.35。
【文档编号】G01M99/00GK103926102SQ201410177624
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】孔纲强 申请人:湖南城市学院