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粉质黏土电化学阻抗特性

         

摘要

基于电化学阻抗在土体方面理论体系的不足,提出了用电化学阻抗谱(EIS)所拟合等效电路参数来表征土体结构和特性的方法。该方法通过测试粉质黏土在不同击实功、含水质量比、孔隙水中NaCl质量比和黏粒质量比下的电化学阻抗谱图,并利用Z-View软件拟合粉质黏土的等效电路,分析其等效电路参数与土体特性之间的物理意义。在含水质量比为9%时,粉质黏土的电化学阻抗谱呈现准Randles模型,随着其含水质量分数的增加、孔隙水中NaCl质量比的增大和黏粒质量比的降低,粉质黏土扩散阻抗消散,呈现非Randles模型。经等效电路模拟后发现:可以用其参数溶液电阻表征孔隙水的状态及特性;电荷转移电阻表征粉质黏土孔隙的连通特性;双电层电容表示粉质黏土内部孔隙离子浓度和土体电荷带电的综合特性;扩散阻抗则反映粉质黏土的密实度。表明所提出的方法可以形象衡量粉质黏土的物理性质,扩展了电化学阻抗在土体方面的研究。

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