铁路路基孔隙率检测方法实验研究
摘要：基于现在铁路中存在很多施工质量差的问题，加上自然地理环境的影响，使得我国铁路的建设过程出现一系列问题。文中笔者主要对我国现代铁路建设中存在的问题，提出了铁路路基孔隙率的检测方法，通过分析对比试验的结果，得出了适用于路基压实检测的方法。
关键词：铁路路基、孔隙率检测、实验研究
一、前言
在《时速200 km新建铁路线桥隧站设计暂行规定》中，首次在我国铁路路基压实检测中采用孔隙率指标。此前的《铁路土工试验方法》对孔隙率的测算方法没有明确的指出，在我国一些其他领域的孔隙率的测算中也没有较为系统的算法。
二、我国铁路的现况以及特点
现代铁路不同于其他线路，对其自身的强度还有刚度都有着很高的要求，主要是可以使铁路进行长久稳定的工作。为了能够严格的控制路基，使其不会沉降或者变形，我国特别推出了许多相应的制度。在整个路基工程的实施中，一共存在了两个方面的技术问题：①路基工程结束后本身的沉降问题；②铁路路基的动力是否具有平顺性和能否长期稳定运行的问题。简单来说现在进行路基的设计应该不仅仅是按照要求的强度来实行，而应该按照更高的强度进行设计。只有将铁路的路基做到稳定性高，强度和刚度超过要求标准，并且耐久性好这些特点，才能设计出一条安全稳定的铁路。然而想要解决当前的铁路建设问题是相当麻烦的，目前的欧洲和日本等一些国家中，都普遍的存在的路基变形这种问题，但是其解决办法一般都是通过实行高标准的材料质量和轨道的结构设计的高标准进行稳定性的提高，并且进行高质量的维护和修理来维持铁路的稳定持续运行。例如日本国家上越与我国的东北新干线相比较，其高架桥在整体中的占比分别是1%和6%，由于国内的经济实力还没有达到发达国家水平，目前还没有条件允许我国在这些问题上采取欧洲或者日本这些国家，例如我们的京沪高速铁路，在整体中路基工程所占的比例大约是65%，并且地质很多比分都不是非常适合，这就为我国的铁路建设带来了很大的困难，铁路工程建设中的路基的变形问题更加严重了，在工程过后铁路的沉降问题和稳定性问题都给我们的铁路建设人员带来了巨大的挑战。
三、孔隙率测试方法分析
1、孔隙率基本概念
孔隙率的定义为“土的孔隙体积与土总体积的比值，以百分率表示”。即
n=(V-Vs)/V×100%
1．土壤含水量(含水率)测定 采用酒精燃烧法测定。 操作步聚： (1)取小铝盒若干，洗净后烘干，用天平称出每—铝盒重量(逐一标量记录) (2)在标准地内挖土壤剖面，分20cm 一层。在分层的土壤剖面上用铝盒自下而上刮一层土(约半盒、注意避开根系和石砾等杂物)，马上称重(得出湿土重十铝盒重) (3)倒入酒精8－12ml ，振荡铝盒使与土壤混合均匀(如土壤很湿要用小刀拌匀成泥浆)，点燃酒精，在火焰将熄灭时，用小刀轻拔土壤，使其充分燃烧，烧完后再加入3～4ml 进行第二次燃烧(如土壤粘重、含水量较大，再加入2～3ml 酒精进行第三次燃烧)。 冷却后，马上称出重量(得干土重十盒重)。每层重复三次。 (4)土壤含水量及现有贮水量计算 ①土壤含水量(重量)＝％重（干土重＋盒重）－盒干土重＋盒重）（湿土重＋盒重）－（100? ＝水分重／干土重×l00％ ②土壤含水量(体积)＝） （）容重（土壤含水量（重量％）33g/cm 1g/cm ? ＝％土壤体积 水分体积100? (注：水的容重一般取lg ／cm 3) 2．土壤物理性质测定 采用环刀法 操作步聚： (1)首先量取环刀的高度和内径，计算出其容积(标记、做好记录)： V ＝πr 2H 式中：V —环刀体积(cm 3) R —环刀内半径(cm) H —环刀高度(cm) 将环刀在天平上称重(做好标记、记录)。 (2)选择标准地，在测定地点做一平台(山地)，挖土壤剖面，分层取样测定(按20cm —层)，每层设三个重复。 (3)打入环刀(一定要垂直打入，且不能晃动)，待土壤至环刀下沿齐平时，在环刀上垫—滤纸层后把盖盖好，挖出环刀，用刀削平底部土壤，垫好滤纸，盖好下盖。迅速称重(得：自然土重十环刀重)
土的含水量试验（烘干法、酒精燃烧法）土的含水量试验（烘干法、酒精燃烧法） 烘干法 一、定义 土的含水量是在105-110℃下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示，本法是测定含水量的标准方法。 二、适用范围 粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。 三、主要仪器设备 烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105-110℃的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱 天平：感量0.01g。 称量盒（定期调整为恒质量） 四、计算公式 含水量＝（湿土质量－干土质量）/干土质量×100％ 注：计算至0.1％。 五、允许差值 本试验须进行二次平行测定，取其平均算术平均值，允许平行差值应符合如下规定 含水量（％）允许平行差值（％） 5以下0.3 40以下≤1 40以上≤2 酒精燃烧法 一、适用范围 本法适用于快速简易测定细粒土（含有机质的除外）的含水量。 二、主要仪器设备 称量盒（定期调整为恒质量）。 天平：感量0.01g。 酒精：纯度95％。 三、其余同"烘干法" 土的颗粒分析试验（筛分法、比重计法） 筛分法 一、适用范围 适用于分析粒径大于0.074mm的土。 二、主要仪器设备 标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为
2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。 天平：称量5000g，感量5g； 称量1000g，感量1g； 称量200g，感量0.2g。 三、试样 从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样： 小于2mm颗粒的土100-300g。 最大粒径小于10mm的土300-900g。 最大粒径小于20mm的土1000-2000g。 最大粒径小于40mm的土2000-4000g。 最大粒径大于40mm的土4000g以上。 四、计算公式 按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数： X=(A/B)×100 式中：X－小于某粒径颗粒的质量百分数，％； A－小于某粒径的颗粒质量，g； B－试样的总质量，g。 当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：X=(a/b)×p×100 式中：a－通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g； b－通过2mm筛的土样中所取试样的质量，g； p－粒径小于2mm的颗粒质量百分数。 关于不均匀系数的计算： Cu=d60/d10 式中：Cu－不均匀系数； d60－限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60％的粒径，mm； d10－有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10％的粒径，mm； 比重计法 一、适用范围 本法适用于分析粒径小于0.074mm的土。 二、主要仪器设备 比重计：（1）甲种比重计：刻度单位以摄氏20℃时，每1000 ml悬液内所含土质量的克数表示，刻度为－5～50，最小分度值为0.5。 （2）乙种比重计：刻度单位以摄氏20℃时悬液的比重表示，刻度为 0.995～1.020，最小分度值为0.0002。 量筒：容积为1000ml，内径为60mm，高度为350±10mm，刻度为0～1000ml。 细筛：孔径为2mm，0.5mm，0.25mm; 洗筛：孔径为0.074mm。 天平：称量100g，感量0.1g； 称量100g（或200g），感量0.01g。 温度计：测量范围0～50℃，精度0.5℃。 洗筛漏斗：上口径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。 煮沸设备：电热板或电砂浴。 搅拌器：底板直径50mm，孔径约3mm。 三、试样
1土的含水率烘干法的试验步骤: 答: ①取具有代表性试样,细粒土15~30 g,砂类土.有机土50 g，砂砾石为1~2㎏放入称量盒内,立即盖好盒盖,称取湿土质量m,准确至 0."01g. ②揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温度105~110℃恒温下烘干.烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h.对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃,的恒温下烘干,干燥12~15h为好. ③将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需 0."5~1h).冷却后盖好盒盖,称质量m s,准确至 0."01g。 ④含水率计算公式： w=（m- m s）/ m s×100% 本试验须进行二次平行测定，取两次平行试验的平均值作为含水率，允许平行差应符合规定。 2．简述密度测定（环刀法）的步骤 ①按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。
②用修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水率。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，准确至 0."1g。 ④结果整理湿密度p=（m 1﹣m 2）/V.其中m 1为土样质量, m 2为剩余土样质量, V为环刀容积.干密度p d=p/(1+ 0."01 w)其中w为含水率(%). 本试验须进行两次平行测定,取其算术平均值，其平行差不得大于 0."03g/㎝3 3测定土的液塑限的试验步骤 (1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验.如土中含有大于 0."5㎜的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过 0."5㎜的筛.取代表性土样200g,分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。 将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中,试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，
膜孔隙率的几种常用测试方法 在薄膜、中空纤维膜等膜材料的应用与研究中，孔隙率是一项常用的重要指标。孔隙率一般被定义为多孔膜中，孔隙的体积占膜的表观体积的百分数，即：ε=V 孔/V 膜外观。 孔隙是流体的输送通道，这里的“孔隙”准确的说应该指“通孔孔隙”。通常研究人员希望采用此参数来评价膜的过滤性能、渗透性能和分离能力。但由于定义以及测试方法限制等原因，造成目前大家经常看到的和并被普遍应用的“孔隙率”这个参数中的“孔隙”，并非指的是“通孔孔隙”，所以，这种定义的孔隙率，与膜的过滤性能、渗透性能、分离能力并不构成正相关性。也就是说，孔隙率大的，过滤性能并不一定好；渗透率为零，孔隙率不一定为零。 对于泡压法原理的贝士德仪器膜孔径分析仪，如果膜上的孔非理想的圆柱形孔，其实是不能用来分析孔隙率的，因为该原理的仪器测试出来的孔径分布是通孔孔喉的尺寸信息。用通孔孔喉尺寸计算得到孔面积，从而依据ε=V 孔/V 膜外观=S 孔/S 膜外观来计算出的孔隙率，这个值在实际中会远小于目前常用方法所 得到的孔隙率。只有当该膜的孔为理想的圆柱孔时，即孔喉和孔口的尺寸相同且无其它凸凹、缝隙结构时，由通孔孔喉尺寸得到的孔隙率才与目前常用方法得到的孔隙率接近（这种情况在实际中几乎不存在）。 下面列举膜孔隙率的几个常用测试方法： 方法一：称重法（湿法、浸液法） 原理：根据膜浸湿某种合适液体（如水等）的前后重量变化，来确定该膜的孔隙体积V 孔；该膜的骨架 体积V 膜骨架可以通过膜原材料密度和干膜重量获得；则该膜的孔隙率： ε=V 孔/V 膜外观=V 孔/(V 孔＋V 膜骨架) 方法二：密度法（干法、体积法） 原理：见如下公式推导，所以，只需要膜原材料的密度ρ膜材料和膜的表观密度ρ膜表观，就可计算得到孔 隙率ε。其中表观密度ρ膜表观可由外观体积和质量获得。 ε=V 孔/V 膜外观=(V 膜外观－V 膜骨架)/V 膜外观＝（ρ膜表观－ρ膜材料）/ρ膜表观 方法三：气体吸附法 原理：根据低温氮吸附获得孔体积，从而得到孔隙率。该方法只能获得200nm 以下尺寸孔结构的孔体积，无法表征200nm 以上孔的信息，对于大量滤膜不适用。 方法四：压汞法 原理：根据压汞法原理，利用压力将汞压入膜的各种结构的“孔隙”中，根据注入汞的压力、体积来获得膜的孔隙体积及尺寸数据；该方法的缺点是将汞压入微孔需要的压力较大，该方法更适合于分析刚性材料，对于大多数膜材料为弹性材料，在注入汞的过程中容易发生变形或“塌陷”，从而产生较大误差。 3H-2000PB 贝士德仪器泡压法滤膜孔径分析仪，其基本原理为气液排驱技术（泡压法）：给膜两侧施加压力差，克服膜孔道内的浸润液的表面张力，驱动浸润液通过孔道，依此获得膜类材料的通孔孔喉的孔径数据，同时该方法也是ASTM 薄膜测定的标准方法。 以上四种膜孔隙率的常用测试方法，所获得孔隙率数据中的“孔隙”都不是“通孔孔隙”，更不是“通孔孔喉孔隙”；若不是“通孔孔隙”，那么，这个“孔隙率”就无法达到研究人员所希望的评价过滤性能、渗透性能和分离能力的目的。举例说明：A 膜通孔为零，表面“凸凹、闭孔、盲孔”等结构形成的孔隙率为40%；B 膜孔隙率为20%且有通孔；那么，我们并不能依据该孔隙率数据对该两种膜的过滤性能做出比较。这点在研究和应用中是需要注意。
玻璃的反射率和透光率计算 设r 为每个界面反射率 r=((n-1)/(n+1))2 ，n 是玻璃的折射率，等于1.5，则r=4% 单片玻璃有两个界面，设其反射率为R ，PVB 的透过率为0.92 则 R=r e r r t ??-+-β22)1( 式中β 为吸收率系数,等于1M -1，t 为厚度。 （1）采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃 R= %00.792.004.0)04.01(04.02020.022=???-+-x e 单片玻璃的透过率为T ，t e r T β-?-=2)1( %1.8392.0)04.01(020.012=??-=-x e T （2）幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃 R= %00.792.004.0)04.01(04.02020.022=???-+-x e %1.8392.0)04.01(020.012=??-=-x e T 综合以上计算，采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃,幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃的反射率为7.00%，透光率为83.1%。 玻璃的热传导系数 66333.43.2111d G ++=εδ 66352.1733.452.13.2111+?+=εG 1111-+=i o εεε 式中: G 中空夹胶玻璃的导热系数，c h m kcal o 2/ δ 夹层的厚度（mm ） ε 有效放射率
i o εε 外、内側玻璃的放射率，0.896 d 原板玻璃公称厚度之和，( mm ) （1）采光顶8+12A+6+1.52PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃 23956.066352.33812.033.412 3.2111=+?+=G 中空夹胶玻璃的热传导系数 o i h h G K 1111++= 式中: o h 外侧空气对流系数，17.5 c h m k c a l o 2/ i h 内侧空气对流系数，7.4 c h m k c a l o 2/ 31568.25 .1714.7123956.01=++=K c h m k c a l o 2/ K m W K 2/702..23600 420031568.2=?= （2）幕墙10+12A+10mm 中空钢化玻璃 228..066332812.033.412 3.2111=+?+=G 夹胶玻璃的热传导系数 o i h h G K 1111++= 式中: o h 外侧空气对流系数，17.5 c h m k c a l o 2/ i h 内侧空气对流系数，7.4 c h m k c a l o 2/ 37938.25 .1714.71228.01=++=K c h m k c a l o 2/ K m W K 2/776..23600 420037938.2=?=
土壤含水量测定方法小结 1，烘干称重； 这个不多说了。准确度最高，但测定得到的是质量含 水量，与其他方法所得数据进行比较是注意换算。 2，中子仪； 技术比较成熟，准确性极高，是烘干法以外的第二标 准方法。 但是中子仪测定需要安装套管，理论上可达任何深度，设备昂贵，投入很大。中子射线对操作者身体有损害，严格来说需要相关证件才可以操作。无法测定表层土 壤。 3，电阻法； 一般使用石膏块作为介质埋设地下，石膏块中埋设两根导线，导线之间的石膏成分组成电阻，石膏块电阻与土壤含水量相关。石膏块制作简单，哪怕进口的成品成本也是非常低廉，可以作很多重复，可以不破坏土壤在田间连续自动监测。存在问题，石膏块滞后时间较长，所以不可能用来做移动式测定和自动灌溉系统。石膏块只适合用于非盐碱土壤中，同时石膏块不适合使用直流电（文献查得，表示怀疑，因为所有的石膏块读书表都是用干电池作为电源），测定受土壤类型影响很大，标定结果会随时间改变，达到一定年 限后，石膏会逐渐溶解到土壤中。 4，TDR（Time Domain Reflectometry） TDR有两种时域反射仪和时域延迟，两者均简称TDR。TDR技术是当前土壤水分测定装置的主流原理，可以连续、快速、准确测量。可以测量土壤表层含
水量。一般的TDR原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测。测定结果受盐度影响很小，TDR缺点是电路比较复杂，设备较昂贵。 5，FDR（Frequency Domain Reflectometry）几乎具有TDR的所有优点，探头形状非常灵活。比较夸张的甚至可以放在做成犁状放在拖拉机后面运动中 测量。FDR相对TDR需要更少的校正工作。 TDR和FDR同样有一个缺点，当探头附近的土壤有空洞或者水分含量非常不均匀时，会影响测定结果。 非常奇怪的是，基于FDR原理的往往是低端的仪器设备，根据笔者实际使用经验，FDR技术可能在精度上存在瓶颈，经常在5%的误差左右，写文章时候数据基本上不好用。
岩石孔隙度的测定 一、实验目的 1.巩固岩石孔隙度的概念，掌握其测定原理； 2.掌握气测孔隙度的流程和操作步骤。 二、实验原理 根据玻义尔定律，在恒定温度下，岩心室体积一定，放入岩心室岩样的固相体积越小，则岩心室中气体所占的体积越大，与标准室连通后，平衡压力就越低；反之，当放入岩心室内的岩样体积越大，平衡压力越高。 绘制标准块的体积（固相体积）与平衡压力的标准曲线，测定待测岩样平衡压力后，根据标准曲线反求岩样的固相体积。按下式计算岩样的孔隙度： 三、实验流程 （a）流程图 （b）控制面板 图1 QKY-Ⅱ型气体孔隙度仪 四、实验操作步骤 1.用游标卡尺测量各个钢圆盘和岩样的直径与长度（为了便于区分，将钢圆盘从小到大编号为1、2、3、4），并记录在数据表中； 2.将2号钢圆盘装入岩心杯，并把岩心杯放入夹持器中，顺时针转动T形转柄，使之密封。打开样品阀及放空阀，确保岩心室气体压力为大气压； 3.关样品阀及放空阀，开气源阀和供气阀。调节调压阀，将标准室气体压力调至某一值，如560kPa。待压力稳定后，关闭供气阀，并记录标准室气体压力； 4.开样品阀，气体膨胀到岩心室，待压力稳定后，记录平衡压力； 5.发开放空阀，逆时针转动T形转柄，将岩心杯向外推出，取出钢圆盘；
6.用同样的方法将3号、4号及全部（1～4号）钢圆盘装入岩心杯中，重复步骤2～5，记录平衡压力； 7.将待测岩样装入岩心杯中，按上述方法测定装岩样后的平衡压力； 8.将上述数据填入原始记录表 五、实验数据处理 1.计算各个铜圆盘体积和岩样的外表体积 取编号为2的钢圆盘进行分析，其直径d＝2.50cm，长度L＝2.030cm； 所以，由得： 同理，可得表1中V f数据。 2.绘制标准曲线：以钢圆盘体积为横坐标，相应的平衡压力为纵坐标绘制标准曲线，并根据待测岩样测得的平衡压力，在标准曲线上反查出岩样的固相体积 由下表1中数据，可绘制标准曲线图如下： 图2 标准曲线图 所以，有上图2得：岩样固相体积V s＝25.0cm3 4.计算岩样孔隙度 所以岩样孔隙度为20.10% 钢圆盘编 号2号3号4号1-4号 自由组合钢圆盘岩样编号 2，4 3，4 2，3，4 A15-1B 直径 d(cm) 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.482 长度 L(cm) 2.030 2.484 5.000 10.014 7.030 7.484 9.514 6.468 体积V f9.96 12.19 24.54 49.16 34.51 36.74 46.70 31.29
⑷玻璃的保温性能（总传热系数K ）计算 保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差条件下，幕墙阻抗从高温一侧向底温一侧传热的能力（不包括从缝隙中渗透空气的传热）。幕墙保温性能用传热系数K （在稳定传热条件下，幕墙两侧空气温度差为1K ，单位时间通过单位面积的传热量，以W/m 2·K 计量，也可用传热阻R 0（R 0=1/K ，计量单位为m 2·K/W ）表示。 保温性能分级值见下表 ①玻璃的传热系数K 计算公式 1111 h h G K i ++= K:为玻璃的总传热系数（w/m 2k ）； G:为玻璃组件内外表面之间的传热系数（w/m 2k ）； 中空LOW-E 玻璃：参照日本JISR3209-86建筑玻璃标准，双层中空玻璃组件内外表面之间的传热系数G 由下式确定： 663 33.43.2111d G ++=ε δ δ:为双层中空玻璃之间的空气层的厚度（mm ）；
d :为玻璃的总厚度（mm ）； ε:为玻璃的有效放射率由下式确定： 1 1 1 1 3 2 -+ = εεε 2ε:为中空玻璃组件第二表面的辐射率； 3ε:为中空玻璃组件第三表面的辐射率； i h :为玻璃的室内表面传热系数（w/m 2 k ） ； i i i i C r h +=ε i i r ε：为由辐射导致的玻璃面向室内的传热； i C ：为由传导和对流导致的玻璃面向室内的传热； 0h :为玻璃的室外表面传热系数（w/m 2 k ） ； 0000C r h +=ε 00εr ：为由辐射导致的玻璃面向室外的传热； 0C ：为由传导和对流导致的玻璃面向室外的传热； 根据日本JISR3209-86建筑玻璃标准的边界条件，可得出冬季夜间玻璃表面传热系数的下列关系： 1.44.5+=i i h ε 3.169.400+=εh 普通单片透明玻璃：辐射率84.00==εεi ； 1.45.4+=i h （w/m 2 k ） 4.200=h （w/m 2 k ） 单片LOW-E 玻璃：辐射率=0.15；
孔隙率的测定 镀层的孔隙是指镀层表面直至基体金属的细小孔道。镀层孔隙率反映了镀层表面的致密程度，孔隙率大小直接影响防护镀层的防护能力(主要是阴极性镀层)。作为特殊性能要求的镀层(如防渗碳、氮化等)，孔隙率测量也极为重要，它是衡量镀层质量的重要指标。国家标准GB 5935规定了测定镀层孔隙的方法有贴滤纸法、涂膏法、浸渍法、阳极电介测镀层孔隙率法、气相试验法等。电镀专业最新国家标准中，孔隙率试验的标准为：GB／T l7721—1999 金属覆盖层孔隙率试验：铁试剂试验，GB／T l8179--2000 金属覆盖层孔隙率试验：潮湿硫(硫化)试验。 一、贴滤纸法 将浸有测试溶液的润湿滤纸贴于经预处理的被测试样表面，滤纸上的相应试液渗入镀层孔隙中与中间镀层或基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点在滤纸上显示。然后以滤纸上有色斑点的多少来评定镀层孔隙率。 本法适用于测定钢和铜合金基体上的铜、镍、铬、镍／铬、铜／镍、铜／镍／铬、锡等单层或多层镀层的孔隙率。 1．试液成分试液由腐蚀剂和指示剂组成。腐蚀剂要求只与基体金属或中间镀层作用而不腐蚀表面镀 层，一般采用氯化物等；指示剂则要求与被腐蚀的金属离子产生特征显色作用，常用铁氰化钾等。试液的选择应按被测试样基体金属(或中间镀层)种类及镀层性质而定，如表l0—1—16 所列。配制时所用试剂均为化学纯，溶剂为蒸馏水。 表10—1—16 贴滤纸法各类试液成分 2．检验方法 (1)试样表面用有机溶剂或氧化镁膏仔细除净油污，经蒸馏水清洗后用滤纸吸干。如试 样在镀后立即检验，可不必除油。 (2)将浸润相应试液的滤纸紧贴在被测试样表面上，滤纸与试样间不得有气泡残留。至 规定时间后，揭下滤纸，用蒸馏水小心冲洗，置于洁净的玻璃板上晾干。 (3)为显示直至铜或黄铜基体上的孔隙，可在带有孔隙斑点的滤纸上滴加 4％的亚铁氰 化钾溶液，这时滤纸上原已显示试液与镍层作用的黄色斑点消失，剩下至钢铁基体的蓝色斑
透光率仪透光率计算方法和公式 透光率是一个物理词汇，是表示光线透过介质的能力，是透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。假束平行单色光通过均匀、无散射的介质时，光的一部分被吸收，一部分透过介质，还有一部分被介质表面反射。透光率可以表示显示设备等的透过光的效率，它直接影响到触摸屏的视觉效果 中国的工业名称有两个定义：定义1：发光通量与入射亮度通量的比率。一种 应用学科：测量和绘图（“第一级学科”）；摄影测试和遥感（“第二级学科”） 定义2：It specifically refers to the light transmittance percentage of the solution of lignite and long flame coal treated with the mixture of nitric acid and phosporic acid under the specified conditions.一种 应用学科：煤炭科学与技术（“第一级学科”）；煤炭处理与利用（“第二级学科”）；煤炭化学与煤炭质量分析（“第三级学科”） 它表明显示设备的光传输效率，直接影响触摸屏的视觉效果。许多触摸屏是多层复合膜。这不足以使他们的视觉效应只具有一点透明度。它应包括至少四种特性：透明、色彩失真、反射和清晰。从专业翻译人员、公司、网页及可自由查看的翻译库中学习。例如，反射的程度包括特异反射和衍射反射的程度。然而，触摸屏表面的衍射反射没有达到CD的水平，对于用户来说，这些四个特征基本上是足够的。一种通过透明或透透体的光通量的百分比及其入射光通量可通过传输测量
土壤含水量测量方法 ( 1 )称重法(Gravimetric) 也称烘干法，这是唯一可以直接测量土壤水分方法，也是目前国际上的标准方法。用土钻采取土样，用0.1g 精度的天平称取土样的重量，记作土样的湿重 M，在 105℃的烘箱内将土样烘 6~8 小时至恒重，然后测定烘干土样，记作土样的干重 Ms 土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质 量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100% ( 2 )张力计法(Tensiometer) 也称负压计法，它测量的是土壤水吸力测量原理如下：当陶土头插入被测土壤后，管内自由水通过多孔陶土壁与土壤水接触，经过交换后达到水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水(陶土头处)的吸力值，也即为忽略重力势后的基质势的值，然后根据土壤含水率与基质势之间的关系(土壤水特征曲线)就可以确定出土壤的含水率 ( 3 ) 电阻法(Electricalresistance) 多孔介质的导电能力是同它的含水量以及介电常数有关的，如果忽略含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定关系的电阻法是将两个电极埋入土壤中，然后测出两个电极之间的电阻。但是在这种情况下，电极与土壤的接触电阻有可能比土壤的电阻大得多。因此采用将电极嵌入多孔渗水介质(石膏、尼龙、玻璃纤维等)中形成电阻块以解决这个问题 ( 4 ) 中子法(Neutronscattering) 中子法就是用中子仪测定土壤含水率中子仪的组成主要包括：一个快中子源，一个慢中子检测器，监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣，测试用硬管等。快中子源在土壤中不断地放射出穿透力很强的快中子，当它和氢原子核碰撞时，损失能量最大，转化为慢中子(热中子)，热中子在介质中扩散的同时被介质吸收，所以在探头周围，很快的形成了持常密度的慢中子云
已知透射光谱及相关数据，求吸收光谱和禁带宽度Eg 首先，根据相应样品的透射光谱，求出吸收系数α。其次，我们用2)(ναh 对光子能量(νh )做图，然后经过线形拟合，将线性区外推到横轴上的截距就得到禁带宽度 Eg 。 具体操作过程如下： （1）根据透射光谱(T ）和相应薄膜厚度（d ） 计算得到吸收系数 计算公式如下： ()d T //1ln =α；其中，如果透射光谱中纵坐标以100为完全透过率，则上式中数值1改为100；d 为相应薄膜厚度，单位为nm 。 （2）求出光子能量ν h 。公式如下：)()(1240eV nm c h h λλν== （3）求出2)(ναh （4）以2)(ναh 为纵坐标，以νh 为横坐标作图，得到的相应 图一： （5）选择预线性拟合的范围，点击（注意，只适用Origin75）Tools ，Liear fit ，settings ，在Points 中填入数字2；在Range 中填入数字范围(0~200)；点击Operation ，点击Fit 按键；在Find Y 中输入数字0，点击Find X 按键，得到横坐标交点数值E g 。
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 0.000 0.005 0.0100.0150.0200.025 (a h υ)2 (e V 2n m -2)Photon energy (eV) C 图 一 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 0.000 0.005 0.0100.0150.0200.025 (a h υ)2 (e V 2n m -2)Photon energy (eV) 图 二
(1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。 1污泥中水的存在形式有： 空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离； 毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离； 颗粒表面吸附水和内部结合水，约10%。表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p1）=C2/C1（8-1） 式中：p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； 说明：式（8-1）适用于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后，体积内出现很多气泡，体积与重量不在符合式（8-1）的关系。 例题8-1：污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。 解：由式（8-1） V2= V1（100-p1）/（100-p2）= V1（100-97.5）/（100-95）=（1/2）V1可见污泥含水率从97.5%降低至95%时，污泥体积减少一半。 （2）挥发性固体（或称灼烧减重）和灰分（或称灼烧残渣）：挥发性固体近似地等于有机物含量；灰分表示无机物含量。 （3）可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有机物数量。 消化对象：污泥中的有机物。一部分是可被消化降解的（或称可被气化，无机化）；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有机物等。 消化程度的计算公式：R d=[1-（p V2p S1）/（p V1p S2）] ×100 （8-2） 式中：R d——可消化程度，%； p S1、p S2——分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量，%； p V1、p V1——分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量，%。 消化污泥量的计算公式：V d= V1（100-p1）/（100-p d）[（1- p V1/100）+ p V1/100（1- R d/100）] （8-3） 式中：V d——消化污泥量，m3/d； p d——消化污泥含水率，%，取周平均值； V1——生污泥量，m3/d； p1——生污泥含水率，%，取周平均值； p V1——生污泥有机物含量，%； R d——可消化程度，%，取周平均值； （4）湿污泥比重与干污泥比重： 湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积的水重量之比值。干固体物质包括有机物（即挥发性固体）和无机物（即灰分）。确定湿污泥比重和干污泥比重，对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理，都有实用价值。 经综合简化后，湿污泥比重（γ）和干污泥比重（γs）的计算公式分别为： γ=（100γs）/[γs p+（100-p）] （8-4）或γ=25000/[250p+（100-p）（100+1.5p V）] （8-8）γs=250/（100+1.5p V）（8-7） 式中：γ——湿污泥比重； γs——污泥中干固体物质平均比重，即干污泥比重； p——湿污泥含水率，%； p V——污泥中有机物含量，%； （5）污泥肥分：污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（N、P、K）、微量元素及土壤改良
附录C木材含水率检验方法 C.1一般规定 C.1.1本检验方法适用于木材进场后构件加工前的木材和已制作完成的木构件的含水率测定。 C.1.2原木、方木（含板材）和层板宜采用烘干法（重量法）测定，规格材以及层板胶合木等木构件亦可采用电测法测定。 C.2取样及测定方法 C.2.1烘干法测定含水率时，应从每检验批同一树种同一规格材的树种中随机抽取5根木料作试材，每根试材应在距端头200mm处沿截面均匀地裁取5个尺寸为20mm×20mm×20mm的试样，应按现行国家标准《木材含水率测定方法》GB/T 1931的有关规定测定每个试件中的含水率。 C.2.2电测法测定含水率时，应从检验批的同一树种，同一规格的规格材，层板胶合木构件或其他木构件随机抽取5根为试材，应从每根试材距两端 200mm起，沿长度均匀分布地取三个截面，对于规格材或其他木构件，每一个截面的四面中部应各测定含水率，对于层板胶合木构件，则应在两侧测定每层层板的含水率。 C.2.3电测仪器应由当地计量行政部门标定认证：测定时应严格按仪表使用要求操作，并应正确选择木材的密度和温度等参数，测定深度不应小于 20mm，且应有将其测量值调整至截面平均含水率的可靠方法。 C.3判定规则 C.3.1烘干法应以每根试材的5个试样平均值为该试材含水率，应以5根试材中的含水率最大值为该批木料的含水率，并不应大于本标准有关木材含水率的规定。 C.3.2规格材应以每根试材的12个测点的平均值为每根试材的含水率，5根试材的最大值应为检验批该树种该规格的含水率代表值。
C.3.3层板胶合木构件的三个截面上各层层板含水率的平均值应为该构件含水率，同一层板的6个含水率平均值应作该层层板的含水率代表值。
土壤含水量的测定（烘干法） 进行土壤水分含量的测定有两个目的：一是为了解田间土壤的实际含水状况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；或联系作物长相、长势及耕栽培措施，总结丰产的水肥条件；或联系苗情症状，为诊断提供依据。二是风干土样水分的测定，为各项分析结果计算的基础。前一种田间土壤的实际含水量测定，目前测定的方法很多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里指的是风干土样水分的测定。 风干土中水分含量受大气中相对湿度的影响。它不是土壤的一种固定成分，在计算土壤各种成分时不包括水分。因此，一般不用风干土作为计算的基础，而用烘干土作为计算的基础。分析时一般都用风干土，计算时就必须根据水分含量换算成烘干土。 测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。下面引用国家标准《土壤水分测定法》。 2.3.1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2.3.2方法原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 2.3.3仪器设备 ①土钻；②土壤筛：孔径1mm；③铝盒：小型直径约40mm，高约20mm；大型直径约55mm，高约28mm；④分析天平：感量为0.001g和0.01g；⑤小型电热恒温烘箱；⑥干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。 2.3.4试样的选取和制备 2.3.4.1风干土样选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 2.3.4.2新鲜土样在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。 2.3.5测定步骤 2.3.5.1风干土样水分的测定将铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确到至0.001g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，
COMSOL-RF模块计算光学器件透射率的方法探讨 透/反射率的计算在电磁波研究中非常常见，计算结果的准确性与材料参数定义，边界条件的选择，网格剖分有十分紧密的关系。以下是关于电磁波透/反射率计算问题的经验整理，如有错漏欢迎指正和补充。需要计算透/反射率的器件通常可分为几种类型： 1. 波导器件 如各类波导分路器，光纤Bragg光栅，其入射端及出射端都满足波导模式。 当入射及出射端波导满足端口（Port）内置结构（同轴/矩形），可直接选择内置的波导类型，如RF案例库中的H弯波导（h_bend_waveguide）及环形器（lossy_circulator）案例。 当波导结构与内置类型不同时，需要首先通过模场分析计算出波导模式，通过Port边界的Numeric类型耦合到频域分析中，作为入射条件。如V3.5a及V4中的波导适配器（Wave_adapter）案例，以及在V4.2a中更新的dielectric_slab_waveguide案例。 波导常常支持多个模式，为了保证作为频域分析边界条件的模场分布是正确的，可以先进行边界模式分析，设定查找多个模式，根据模场分布从结果中找到作为入射条件的模式对应的模指数，然后在进行整个模型分析时，把此模指数作为参考值（Search for modes around:），查找模式数（Desired number ofmodes:）设定为1。以此保证入射条件正确。 对于以上两种情况，Port边界内置的S参数可计算出透/反射率，其中S11对应端口1的振幅反射率，S21对应从端口1至端口2的振幅透射率，以此类推。 2. 周期性散射体 如金属纳米天线阵列，光栅，光子晶体，在一或两个维度上具有周期性。 在RF模块中，完美电/磁导体（PEC/PMC）是完全反射边界，散射边界（SBC）、端口（Port）边界仅对某些角度或分布的光波透明，其他角度的光波均会有一定程度的反射，而PML如果设置恰当可以保证各角度入射波均被吸收。可以想像，如果散射场在边界上有反射，最终计算出的透射场及反射场会受到影响。边界的选择十分重要。 此类结构，可用周期性边界条件，或是根据电/磁场的对称性用PMC/PEC边界进行简化，仅对重复单元进行模拟。目前的解决方案主要有两种： a). 入射及出射端采用完美吸收层PML 当入射和出射端均设置为PML时，怎样定义光源？ 在V3.5a版本中，可以通过Port边界内部一致对作为入射条件，在入射端和出射端进行能流积分来计算透射率及反射率。典型案例是Grating。 在V4版本中，内部一致对方法不可行 （https://www.doczj.com/doc/c48286927.html,/community/forums/general/thread/11030/）
4.3孔隙率检测 孔隙率是指土中孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示。孔隙率越大，表示土的密实度越小，孔隙率越小，表示土的密实度越大。因此，孔隙率可以作为路基压实质量的一个控制指标。特别是对于级配碎石等粗颗粒填料来说，最大干密度难于测得，难于测准，用压实系数不易控制施工质量，用孔隙率则能较好的控制施工质量。 表4.3-1 级配砂砾石基床表层压实标准 表4.3-2 级配碎石基床表层厚度及压实标准 表4.3-3 基床底层技术标准 表4.3-4 路堤填料及压实标准 我国铁路设计和施工规范，第一次采用孔隙率标准是在秦沈客运专线上，具体指标是按日本标准确定的。见表4.3-1、表4.3-2、表4.3-3、表4.3-4。 根据孔隙率的定义，孔隙率计算公式如下： n=（1－ρd/G S）×100 （4.3-1） 式中 n——孔隙率（%）
ρd——填料干密度（g/cm3） G S——颗粒视密度 但是，铁道建筑研究设计院在秦沈客运专线上对用上述公式测算的孔隙率（n）与压实系数（K）和地基系数（K30）进行了一系列的对比试验却表明，当压实系数（K）和地基系数（K30）达到设计规范标准时，孔隙率（n）却很难达到，三者不匹配。原因在于压实的过程只是使填料单个颗粒互相接近，减少颗粒与颗粒间的空隙，而不能使单个颗粒内部的孔隙和颗粒细微裂隙减少。因此，在测算填料的孔隙率时，不能采用填料颗粒视密度，而应采用填料颗粒毛体积密度。对比试验表明，采用颗粒毛体积密度计算孔隙率后，与压实系数、地基系数三者之间较为匹配。计算公式如下： n=（1－ρd/G m）×100 （4.3-2） 式中 n——孔隙率（%） ρd——填料干密度（g/cm3） G m——颗粒毛体积密度（g/cm3） 颗粒毛体积密度的试验计算方法见第二章第1节颗粒密度试验。 填料干密度的试验计算方法见本章第2节。
⑷玻璃的保温性能（总传热系数K ）计算 保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差条件下，幕墙阻抗从高温一侧向底温一侧传热的能力（不包括从缝隙中渗透空气的传热）。幕墙保温性能用传热系数K （在稳定传热条件下，幕墙两侧空气温度差为1K ，单位时间通过单位面积的传热量，以W/m 2·K 计量，也可用传热阻R 0（R 0=1/K ，计量单位为m 2·K/W ）表示。 保温性能分级值见下表 ①玻璃的传热系数K 计算公式 1111 h h G K i ++= K:为玻璃的总传热系数（w/m 2k ）； G:为玻璃组件内外表面之间的传热系数（w/m 2k ）； 中空LOW-E 玻璃：参照日本JISR3209-86建筑玻璃标准，双层中空玻璃组件内外表面之间的传热系数G 由下式确定： 663 33.43.2111d G ++=ε δ
δ:为双层中空玻璃之间的空气层的厚度（mm ）； d :为玻璃的总厚度（mm ）； ε:为玻璃的有效放射率由下式确定： 1 1 1 1 3 2 -+ = εεε 2ε:为中空玻璃组件第二表面的辐射率； 3ε:为中空玻璃组件第三表面的辐射率； i h :为玻璃的室内表面传热系数（w/m 2 k ）； i i i i C r h +=ε i i r ε：为由辐射导致的玻璃面向室内的传热； i C ：为由传导和对流导致的玻璃面向室内的传热； 0h :为玻璃的室外表面传热系数（w/m 2 k ） ； 0000C r h +=ε 00εr ：为由辐射导致的玻璃面向室外的传热； 0C ：为由传导和对流导致的玻璃面向室外的传热； 根据日本JISR3209-86建筑玻璃标准的边界条件，可得出冬季夜间玻璃表面传热系数的下列关系： 1.44.5+=i i h ε 3.169.400+=εh 普通单片透明玻璃：辐射率84.00==εεi ； 1.45.4+=i h （w/m 2 k ）
塑料的透过率知识 塑料光学特征有两类： 一类为光的转换特性，包括光的吸收、光热、光化、光电及光致变色等。 另一类为传递特性，包括光的透过、反射、散射及折射等。 常用可表征光的传递特性指标有透光率、雾度、折射率、双折射及色散等。 在上述讲的指标中，透光率和雾度两个指标主要表征材料的透光性，而双折射、折射率及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。好的透明性材料，要求上述性能指标均衡且优异。 1．透光率 透光率是表征树脂透明程度的一个最重要性能指标。一种树脂的透光率越高，其透明性就越好。 塑料制品透明的条件有两个：一为制品是非结晶体；二为虽部分结晶但颗粒细小，小于可见光波长范围，不妨碍太阳光光谱中可见光和近红外光的透过。 任何一种透明材料用透光率仪测都达不到100%，即使是透明性最好的光学玻璃的透光率一般也难以超过95%。 造成人射光通量在媒体中损失的主要原因有如下几个方面。 （1）光的反射 反射即入射光进入聚合物表面而返回的光通量。反射光通量占光在透过媒体时损失的大部分。用表征，反射率可通过其折射率(n)进行计算，两者关系如下。 如：PMMA的折射率n=1.492，则其R经计算为3.9%说明PMMA的反射光比较小，透光率大，透明性好。
（2）光的吸收 入射到聚合物上的光通量既没有透过也没有反射部分的光通量即为光的吸收。优良的透明塑料光的吸收很小。光线吸收的大小取决于聚合物本身的结构，主要指分子链上原子基团与化学键的性质。 如：含有双键的聚合物易于吸收可见光而产生能级的转移。 还以PMMA为例，其透光率一般为93%，反射率为3.9%，则其余3.1%即为光的吸收与光的散射两者之和。 （3）光的散射 光的散射即光线入射到聚合物表面，既没有透过也没有反射和吸收的一部分光通量，其占有比重比较小。 造成光散射的原因有：制品表面粗糙不平，聚合物内部结构不均匀如分子量分布不均匀、无序相与结晶相共存等。 结晶聚合物的散射比较严重，只有结晶聚合物的晶体颗粒小于可见光波长时，才能像非晶聚合物那样不引起散射，光线全部透过，提高透明度。 如PE、PP等结晶聚合物只有用快速冷却的方法才可得到低结晶度、晶体颗粒细的制品，取得一定的透明性；但对有些结晶塑料品种而言，要想控制太低的结晶度很困难，总有部分光被散射，造成薄膜的半透明。 另外，通过拉伸的方法可使结去晶颗粒变细，并使透明度迅速提高，如可使BOPP 膜的透明性迅迅速提高。只有TPX塑料比较特殊，其结晶颗粒比较小，无论结晶度大小，制品都透明。