專利名稱：土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種土壤密度測量方法，特別涉及細粒土、砂類土和細粒礫類土、 中粒礫類土土樣的土壤密度測量方法。本實用新型還涉及該方法中的專用蠟封紙盒。
背景技術：
目前，對于測量土壤密度的方法主要有環刀法、電動取土法、蠟封法、灌水法、灌砂法。環刀法主要適用于可以塑型的不含礫石顆粒的細粒土 ；電動取土法主要適用于硬塑土， 且成本較高；蠟封法主要適用于可以塑型的易破裂土和形態不規則的堅硬土 ；灌水法主要適用于粗粒土和巨粒土 ；灌砂法主要適用于現場測定細粒土、砂類土和礫類土，不可以在實驗室測定。目前，對于稿件用紙或包裝用紙等，其中一些類型的紙浸入水中后即被沾濕，含有水的紙的重量會顯著增加且浸水后的紙遇外力容易破裂，這些類型的紙的隔水性能差，而另一些類型的紙浸入水中后，雖然隔水性能較好，但由于表面過于光滑而不宜粘貼，會導致粘貼成的紙盒密封性差，容易散開。故目前對于制作隔水性能良好而且密封性良好的適合于本試驗的小紙盒方面，還沒有較完善的產品。沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土，由于其難以塑型， 對于一定質量的土樣，測量其體積時困難很大，而目前還沒有較好的塑型方式，故對其密度的測量精度產生了較大影響。此外，目前還沒有可以在實驗室中測量沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土的密度的方法。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的問題，提供了一種在實驗室或野外條件下較精確的測量沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土土樣的密度的測量方法。同時，本實用新型還提供了該方法中的專用蠟封紙盒。為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的一種實現所述土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒是一個采用A4復印紙制成的容積在30立方厘米至40 立方厘米的長方體。專用蠟封紙盒的長、寬與高的取值相差小于等于5厘米，專用蠟封紙盒的高度值與長度值和專用蠟封紙盒的高度值與寬度值的值差為0 <值差< 5厘米。專用蠟封紙盒的里面與外面上分別覆蓋了厚度為0. 4 0. 7毫米的石蠟膜。技術方案中所述的專用蠟封紙盒的長、寬與高分別為3厘米、3厘米與3. 5厘米，專用蠟封紙盒的里面與外面上覆蓋的石蠟膜中沒有氣泡。與現有技術相比本實用新型的有益效果是1.目前，對于土壤密度的測定，主要通過記錄待測土樣的質量與體積的比值來獲取該土樣密度。對于沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土，由于土壤本身無法塑型，所以目前對于待測土樣的體積的測量精度較低。本實用新型所述的土壤密度測量方法可以解決沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土的塑型問題，極大地提高了待測土樣體積的測量精度，從而極大地提高了對于待測土樣密度的測量精度。2.本實用新型所述的土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒，既具有良好的隔水性，而且由于所述的專用蠟封紙盒的粘貼區部分為沒有石蠟的復印紙紙質，便于粘貼密封， 故密封性較好，且成本低，其功能特點特別適合于本實用新型所述的土壤密度測量方法。3.本實用新型所述的土壤密度測量方法既可以在室外進行，又可以在室內進行。 試驗步驟簡單，試驗成本低，測量過程完全，測量結果準確、可靠、精度較高，為沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土提供了切實可行的試驗方法。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明
圖1為本實用新型所述的土壤密度測量方法及其專用蠟封紙盒中的專用紙盒的平面展開圖樣；圖2為本實用新型所述的土壤密度測量方法及其專用蠟封紙盒中的對石蠟進行融化所采用的設備的結構原理示意圖；圖3為本實用新型所述的土壤密度測量方法及其專用蠟封紙盒中的專用紙盒浸蠟的示意圖；圖4為圖3中欲浸蠟的專用紙盒放大后的軸測投影圖；圖5為本實用新型所述的土壤密度測量方法中測量裝滿土樣的專用蠟封紙盒在水中質量的示意圖；圖6為本實用新型所述的土壤密度測量方法的流程框圖；圖中1.物理天平，2.物理天平的配套砝碼，3.燒杯，4.蒸餾水，5.裝滿待測土樣的專用蠟封紙盒，6.梯形粘貼區，7.1號土樣接觸區，8. 2號土樣接觸區，9. 3號土樣接觸區， 10. 4號土樣接觸區，11. 5號土樣接觸區，12. 6號土樣接觸區，13. 2號矩形粘貼區，14. 1號矩形粘貼區。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述I.專用蠟封紙盒參閱
圖1，所述的專用蠟封紙盒用于裝載易破裂土及沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土等土樣。要求本實用新型所述的專用蠟封紙盒是一個容積在30立方厘米至40立方厘米的長方體，這樣可以保證試驗精度。專用蠟封紙盒的長、寬、 高的取值相差最多不超過5厘米，長與寬的取值也可以相等，且專用蠟封紙盒的高度值大于專用蠟封紙盒的長度值和寬度值，就是說專用蠟封紙盒的高度值分別大于專用蠟封紙盒的長度值和寬度值，專用蠟封紙盒的高度值與長度值和專用蠟封紙盒的高度值與寬度值的值差為0<值差<5厘米。在本實用新型所述的土壤密度測量方法實施例中，蠟封前的專用紙盒的材質為未使用過的嶄新的A4復印紙，復印紙干燥，清潔。蠟封前的專用紙盒平面展開圖的結構尺寸選取長3厘米，寬3厘米，高3. 5厘米。沿蠟封前的專用紙盒平面展開圖中的土壤接觸區的某些邊的垂直方向增加1厘米寬度的粘貼區，用來將專用紙盒的各個面粘貼在一起。具體地說，專用紙盒平面展開
圖1號土樣接觸區7的左、右側分別增加1厘米寬的1號矩形粘貼區14，1號土樣接觸區7的上邊增加上底與下底分別為2厘米與3厘米、高為1厘米的梯形粘貼區6。4號土樣接觸區10與5號土樣接觸區11的上邊與下邊分別增加1厘米寬的2 號矩形粘貼區13。專用紙盒的梯形粘貼區6和1號矩形粘貼區14與2號矩形粘貼區13分別粘貼有和粘貼區大小、形狀相同的一面撕開的雙面膠，雙面膠與專用紙盒各粘貼區之間的接觸面完全粘貼，雙面膠的另一面不撕開。由于蠟封前的專用紙盒體積較小，貼在專用紙盒上的雙面膠的質量小于0. 01克，故對本實用新型所述的土壤密度測量方法的測量精度產生的影響甚小參閱圖3與圖4，蠟封后的專用紙盒平面展開圖樣的正反表面均覆蓋了一層薄而嚴密的石蠟膜，石蠟膜的厚度約為0. 4 0. 7毫米，石蠟膜力求覆蓋均勻，厚度相同，務必保證石蠟將專用紙盒與土樣的接觸區全部覆蓋。若專用蠟封紙盒表面的石蠟模上有氣泡，需用熱針刺破氣泡，再用石蠟填充針孔，涂平針孔。最后需要等待10至20分鐘，待蠟封后的專用紙盒完全冷卻至室溫，且專用紙盒上的石蠟完全凝固后方可使用。II.本實用新型所述的土壤密度測量方法本實用新型所述的土壤密度測量方法適用于沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土的密度的測量。按照篩分法(T 0115-1993)，所述的土壤粒組范圍在0. 002mm 0. 075mm定義為細粒土，所述的粒組范圍在0. 075mm 2mm的土壤定義為砂類土，所述的土壤粒組范圍在2mm 5mm定義為細粒礫類土，所述的粒組范圍在5mm 20mm 的土壤定義為中粒礫類土。參閱圖6，本實用新型所述的土壤密度測量方法的步驟如下1.測量用于制作專用紙盒的A4復印紙的體積密度專用蠟封紙盒用于裝載易破裂土及沙土等難以塑型的細粒土、砂類土和細粒礫類土、中粒礫類土等土樣。本實用新型中所述紙盒有兩種稱謂蠟封前稱為專用紙盒，蠟封后稱為專用蠟封紙盒。1)測量者選取嶄新的干燥清潔的A4復印紙100張，使用游標卡尺測出該100張 A4復印紙的總厚度H厘米；2)用量程為50厘米的鋼直尺測量其中任意5張A4復印紙的長度Ii厘米和寬度 Ki厘米，將這五張A4復印紙分別放入精度為0. Olg的電子天平中稱量，記錄各A4復印紙的
重量Gi克；3)采用A4復印紙體積密度的計算公式即可計算出A4復印紙的體積密度ν(克/ 立方厘米)。Α4白紙體積密度的計算公式
5Α4復印紙的平均長度= YjI1
i=\ 5A4復印紙的平均寬度= YjK1
i=\A4復印紙的平均重量:G = j^G,
i=l[0037]1張A4復印紙的厚度h = 0. OlH1張A4復印紙的體積V = KLh1張A4復印紙的體積密度為v = ·2.制作專用紙盒的平面展開圖樣1)參閱
圖1，要求專用紙盒的容積在30立方厘米至40立方厘米之間，這樣能夠保證本實用新型所述土壤密度測量方法的測量精度。在A4復印紙上測量并畫出專用紙盒長、 寬與高的輪廓邊線。本實用新型中的實施例根據所設計的專用紙盒的結構尺寸，在A4復印紙上使用量程為50厘米的鋼直尺測量并畫出專用紙盒長為3厘米，寬為3厘米與高為3. 5 厘米的輪廓邊線。2)專用紙盒平面展開
圖1號土樣接觸區7的左右兩側分別增加1厘米寬度的1號矩形粘貼區14，1號土樣接觸區7的上邊增加上底與下底分別為2厘米和3厘米、高為1厘米的梯形粘貼區6。4號土樣接觸區10與5號土樣接觸區11的上邊與下邊分別增加1厘米寬的2號矩形粘貼區13。專用紙盒的梯形粘貼區6和1號矩形粘貼區14與2號矩形粘貼區13分別粘貼有和粘貼區大小、形狀相同的一面撕開的雙面膠，雙面膠與專用紙盒各粘貼區之間的接觸面完全粘貼，雙面膠的另一面不撕開。3)將設計完成的專用紙盒的平面展開圖樣從A4復印紙上剪下，將雙面膠的一面撕開，貼在專用紙盒平面展開圖樣的粘貼區上，雙面膠的形狀要與粘貼區的形狀相同。4)將貼好雙面膠的專用紙盒的平面展開圖樣放在型號為LT502的電子天平上稱量其質量叫(克)。由于蠟封前的專用紙盒體積較小，貼在紙盒上的雙面膠的質量小于0. 01克，故對本實用新型所述的土壤密度測量方法的測量精度產生的影響甚小。3.加熱融化固體石蠟參閱圖2，將常溫下的固體石蠟放在250毫升的燒杯中，將250毫升的燒杯放在石棉網上，利用三角架支撐石棉網和燒杯，酒精燈處在最下方。安裝好儀器后點燃酒精燈給 250毫升的燒杯加熱，將石蠟慢慢融解在燒杯中。測量者在加熱過程中需要用玻璃棒不斷攪拌石蠟，保證受熱均勻。此步驟應能保證石蠟大部分融化時，固體石蠟和液體石蠟的體積之和約為燒杯容積的1/2，保證下一步專用紙盒進入燒杯中后蠟封良好。由于石蠟為非晶體，沒有固定的熔點，故在石蠟融化的過程中，測量者需要隨時注意石蠟的熔化情況，把握蠟封專用紙盒的最好時機。4.將專用紙盒的平面展開圖樣覆蓋石蠟膜1)參閱圖3與圖4，將石蠟加熱至剛過熔點，即大部分石蠟融化時，用鑷子夾住步驟1中制作的蠟封前的專用紙盒的平面展開圖樣的一個粘貼區，將專用紙盒的平面展開圖樣緩緩浸入剛過熔點的蠟液中，浸沒后立即提出，使專用紙盒平面展開圖樣的正反表面均勻覆蓋一薄層嚴密的石蠟膜。石蠟膜的厚度為0. 4 0. 7毫米，實施例中石蠟膜的厚度為 0. 5毫米，石蠟膜力求覆蓋均勻，厚度相同，務必保證石蠟將紙盒與土樣的接觸區全部覆蓋。 若專用紙盒的平面展開圖樣表面的石蠟膜上有氣泡，需用熱針刺破氣泡，再用石蠟填充針孔，涂平針孔。
6[0051]2)最后需要等待10至20分鐘，待蠟封后的專用紙盒的平面展開圖樣完全冷卻至室溫，且石蠟已經塑型在專用紙盒的平面展開圖樣正反表面后方可使用。 3)將蠟封好的專用紙盒的平面展開圖樣放在型號為LT502的電子天平上稱量其質量m2 (克)。5.測量盛滿土樣的專用蠟封紙盒在空氣中的質量1)將里外面覆蓋一層均勻的石蠟膜的專用紙盒的平面展開圖樣的粘貼區的雙面膠的另一面撕開，對于受熱后失效的雙面膠應全部撕下，粘貼新的雙面膠。將覆蓋蠟膜的專用紙盒的平面展開圖樣沿
圖1中所示的各個邊折疊，注意不要多次折疊，防止粘貼區和與土樣的接觸表面的交匯處的石蠟過多的脫落，多次折疊也容易導致折痕處斷裂。用力擠壓雙面膠，使雙面膠與專用紙盒各面粘貼良好。將專用紙盒的平面展開圖樣粘貼成只有一個長與寬圍成的面尚未密封的專用蠟封紙盒。2)將土樣倒滿專用蠟封紙盒，用量程為50厘米的鋼直尺刮平土樣，保證紙盒未密封的面密封時紙盒內充滿待測土樣，沒有空氣。此時，試驗者可以用手向下按壓土樣，來定性的控制土樣的壓實程度。裝滿土樣的蠟封紙盒，由于土樣對紙盒各個面的壓力作用且紙盒為柔軟介質，導致紙盒的實際容積大于理論容積，蠟封紙盒整體近似腰鼓形。最后將紙盒尚未密封的面密封，再向各個方向搖晃，保證紙盒不漏土樣，放在型號為LT502的電子天平上稱量，并記下示數Hl3 (克)。6.測量裝滿土樣的專用蠟封紙盒中土樣在水中的質量參閱圖5，測量裝滿土樣的專用蠟封紙盒中土樣在水中的質量，并利用阿基米德定律換算出專用蠟封紙盒中待測土樣的體積。用細線捆綁裝滿土樣的蠟封紙盒，即使細線的一端握在手中，另一端繞專用蠟封紙盒一圈，然后將該細線的兩端旋轉180度之后再做上述環繞，最后將細線的兩端系緊，并留出一段線，這樣提起該段留出的線，即可將紙盒提起。 將型號為J11001-500的學生用物理天平調整到可以使用的狀態。向250毫升的燒杯倒入足夠量的蒸餾水，注入的蒸餾水量約為燒杯容積的2/3，然后將250毫升的燒杯放在型號為 J11001-500的學生用物理天平的杯托盤上。將細線的留出端系在型號為J11001-500的學生用物理天平的吊耳上，使其浸沒在型號為J11001-500的學生用物理天平載物臺上的盛有蒸餾水的燒杯中，注意裝滿土樣的小紙盒不要接觸燒杯杯壁，防止與杯壁之間產生力的作用或與杯壁接觸后蠟層被破壞，影響測量結果。向型號為J11001-500的學生用物理天平的右盤內加砝碼，適當的調節游碼，測量裝滿土樣的專用蠟封紙盒的水下質量叫(克)，準確至0. 02g，并測量蒸餾水的溫度T (攝氏度)。7.比較測量數據的正確性將裝滿土樣的專用蠟封紙盒從水中取出，擦干紙盒表面的水分，在空氣中稱其質量嗎(克)。將其與第4步中所稱的質量Hl3相比，如果質量增加，表示有水分進入裝滿土樣的專用蠟封紙盒中；如果浸入水分質量超過0. 03克，應重做上述試驗。8.進行兩次平行測定給所取的待測土樣編號，對同一批號的待測土樣取兩個以上相同的樣品，以完全一致的條件(包括溫度、濕度、儀器、試劑，以及測量人員)進行測量，看其結果的一致性，兩樣品間的兩次平行測定的差值不得大于0. 03克/立方厘米，否則重做上述試驗，取兩次測量值的平均值作為最后的土樣的密度值。[0062]9.計算待測土樣的濕密度《中華人民共和國行業標準-公路土工試驗規程》(JTGE40-2007)將土壤的密度
分為土壤濕密度和土壤干密度，利用公式對測量結果進行處理即可以得到待測土樣的濕密
度。計算土壤的濕密度公式
f \
m, -m，ρ =-----
m3 - m4 m2- Jnl Jnl
、PiVPnV y利用以下公式可以通過土壤的濕密度求得土壤的干密度
PP =-
L J g 1 + 0.01 v-A4復印紙的體積密度(克/立方厘米)；Hi1-蠟封前的專用紙盒質量(克)；m2-蠟封后的專用蠟封紙盒質量(克)；m3-盛滿土樣的專用蠟封紙盒在空氣中的質量(克)；m4-盛滿土樣的專用蠟封紙盒在蒸餾水中的質量(克)；m5-從蒸餾水中取出并擦干的盛滿土樣的專用蠟封紙盒的質量(克)；T-試驗時250毫升的燒杯中蒸餾水的溫度(攝氏度)；ρ ff-溫度為T攝氏度的蒸餾水的密度；P -待測土樣的濕密度，精確至0. 01克/立方厘米；ρ g-待測土樣的干密度，精確至0. 01克/立方厘米；ρ n-石蠟密度，應事先實測，精確至0. 01克/立方厘米，一般可取0. 92克/立方厘米；ω -待測土樣的含水率。實施例中土壤密度測量方法所使用的測量器具及性能參數1.本實用新型所述的土壤密度測量方法中主要測量儀器及性能參數1)型號為Jl 1001-500的物理天平
物理天平規格型號J11001-500最大稱量500g分辨率/感重(b)0. 02g游碼標尺量程Ig重量約6. 5公斤外形尺寸(長、高、寬)504 χ 479 χ 263 2)型號為LT502的電子天平[0084]
權利要求1.一種土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒，其特征在于，所述的專用蠟封紙盒是一個采用A4復印紙制成的容積在30立方厘米至40立方厘米的長方體，專用蠟封紙盒的長、 寬與高的取值相差小于等于5厘米，專用蠟封紙盒的高度值與長度值和專用蠟封紙盒的高度值與寬度值的值差為0<值差<5厘米，專用蠟封紙盒的里面與外面上分別覆蓋了厚度為0.4 0.7毫米的石蠟膜。
2.按照權利要求1所述的土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒，其特征在于，所述的專用蠟封紙盒的長、寬與高分別為3厘米、3厘米與3. 5厘米，專用蠟封紙盒的里面與外面上覆蓋的石蠟膜中沒有氣泡。
專利摘要本實用新型公開了一種土壤密度測量方法中的專用蠟封紙盒。專用蠟封紙盒是一個采用A4復印紙制成的容積在30立方厘米至40立方厘米的長方體，專用蠟封紙盒的長、寬與高的取值相差小于等于5厘米，長與寬的取值也可以相等，專用蠟封紙盒的高度值分別大于專用蠟封紙盒的長度值和寬度值，即專用蠟封紙盒的高度值與長度值和專用蠟封紙盒的高度值與寬度值的值差為0＜值差≤5厘米。專用蠟封紙盒的里面與外面上分別覆蓋了厚度為0.4～0.7毫米的石蠟膜，專用蠟封紙盒的里面與外面上覆蓋的石蠟膜中沒有氣泡。本實用新型實施例中所采用的專用蠟封紙盒的長、寬與高分別為3厘米、3厘米與3.5厘米。
文檔編號B65D5/56GK202175247SQ20112006790
公開日2012年3月28日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者孫博華, 李靜, 趙健 申請人:吉林大學