[发明专利]一种冻土导气率瞬态测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种冻土导气率瞬态测量系统，其特征在于，包括：

测筒（1），插入土壤，并用来提供一定的气体存储空间；

供气源（3），用来向测筒（1）提供气体；

气压测量计（5），用来测量测筒（1）内的气体压力；

所述测筒（1）上端用橡皮塞（2）密封，两根连接管（4）一端分别经橡皮塞（2）和测筒（1）内部连通连接，另一端分别和气压测量计（5）及供气源（3）相连接，与供气源（3）相连接的连接管（4）上设置一阀门（6），测筒（1）下端开通不封闭。

2.根据权利要求1所述的一种冻土导气率瞬态测量系统，其特征在于，所述测筒（1）材质为硬塑料或者金属。

3.采用权利要求1或2所述的任一测量系统进行冻土导气率瞬态的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）利用土钻在待测位置钻取一定深度L的钻孔，钻孔直径和测筒直径D一致，在测筒外部涂抹凡士林，防止测筒外壁与钻孔之间漏气；

（2）利用供气源向测筒供气，当气压测量计测定的测筒内压力到达预定值P(0)时停止供气，并关闭阀门；

（3）停止供气同时开始计时，并观测气压测量计所测测筒压力的变化，按照先疏后密的原则记录测筒压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当测筒内的压力接近大气压时，停止观测；

（4）以时间t为因变量，测筒的相对压力（测筒压力减去大气压力即P(t)-P_atm）的自然对数值ln（P(t)-P_atm)为自变量,确定二者的数量关系，并以二者确定的直线斜率的绝对值作为被测土壤的空气传导特征参数S;

（5）将得到的空气传导特征参数S代入以下公式中来计算土壤的导气率ka：                                                ；式中L为测筒插入土壤以下的长度（m），为空气粘滞系数，与所处环境温度有关，，A为测筒的横截面积（m2），D为测筒的直径（m），G为与有关的形状系数,，V为测筒内部空间的体积（m3）。

4.根据权利要求3所述的一种冻土导气率瞬态的测量方法，其特征在于，所述预定值P(0)为20-100cmH₂O的压力，即1.96kPa-9.81kPa。