孔隙度测量方法七步骤

A. 孔隙度的测定方法有哪些各自有什么特点

土壤孔隙度通常用环刀法进行测定：
测定时需要在野外选择有代表性的地段挖土壤剖面，在挖开的土壤静面上根据土壤发生层次分层或机械分层，在每层用环刀取样3～5个。

B. 土石混填路基施工时孔隙率如何测定

灌水法

检测仪器

本试验采用仪器设备包括：储水筒、台秤、塑料薄膜袋（由聚氯乙烯薄膜制成）、水准尺、钢卷尺、铁锹、盛土容器等。

现场检测

1、将选定试验坑位置处的地面铲平，其面积略大于试验坑直径150mm，按试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度200mm处，边挖边将挖出的土放入盛土容器内，称土的质量，然后取代表性土样测定含水率。

2、试坑挖好后，将大于试坑容积的塑料薄膜袋沿坑底、坑壁紧密相贴，到地面后翻开袋口，袋口周围用重物压牢固定。

3、记录储水筒内初始水位高度，打开储水筒的注水管，让水缓缓流入坑内塑料薄膜内。当袋内水面上升到接近坑口地面时将水流调小，待水面与坑口地面齐平时立即关闭注水管，持续3～5min，记录储水筒内水位的高度。如袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜重做试验。

强度及粒度

天然土石混合材料中所含石块强度大于20MPa时，石块的最大粒度不得超过压实层厚的2/3，超过的应予清除；当所含石块强度为软质岩(强度小于15MPa)或极软岩(强度小于5MPa)时，石块最大粒度不得超过压实层厚，超过的应打碎。

对于一级以上公路土石路堤的路床顶面以下50cm范围内，应填筑砂类土或砾石土并分层压实。

填料最大粒径不得大于lOcm。其他公路填筑砂类土的厚度为30cm，最大粒径应为15cm。

C. 岩石的孔隙度如何测量

孔隙度是指岩石中孔隙体积 （或岩石中未被固体物质充填的空间体积）与岩石总体积 的比值.
孔隙度的测定是在实验室中进行的,用的是小块的岩芯或岩屑（钻探后取岩样）.此外,还有几种估计孔隙度的定性方法：电测、放射性测井、微电极测井等.

D. 怎样测量孔隙比

先用空隙比和饱和土Sr＝1可以得出三相中的体积，然后再用比重求出土粒密度，水的密度为1，最后得出所有的质量，画出三相草图，重度是用密度乘以重力加速度。

孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比，一般以e表示孔隙比，是说明土体结构特征的指标。一般来说e值越小，土越密实，压缩性越低，e值越大，土越疏松，压缩性越高。土的压缩性高，表明土体的结构强度差，则土体的压缩量大。

(4)孔隙度测量方法七步骤扩展阅读：

注意事项：

碳酸盐岩的孔隙度基本上都来自溶蚀孔隙，但溶蚀孔隙大都是在地表淡水环境下形成的，地下水为盐水，溶蚀能力极弱。

砂岩的孔隙度主要来自粒间孔隙，盐水也有溶蚀作用，但很弱，盐水还会结晶一些次生矿物占据粒间孔隙，二者综合之后基本上就没了。

地下水的矿化度随深度增加而不断提高，5000m左右能达200000ppm左右，也就是20%，即1g水中溶解了0.2g的矿物质。假如这些矿物质全部来自于溶蚀作用，则需要从岩石骨架颗粒上溶解0.2g的固体物质。

E. 求测量土壤的容重、含水率、孔隙度的最简单的方法

（一）容重测定：
环刀法
1、在欲测容重地块挖坑，长、宽约 1 尺左右，坑深视土层情况而定，通常 1.5 尺左右即可并将取土坑壁垂直切平。
2、将环刀垂直压入各层土壤中，如土壤紧实时，可在环刀上端垫一块木板， 用铁锤击入土壤。环刀进入土层时勿左右摇摆，以免破坏土壤自然状态，影响容 重。
3、用铁铲将环刀从土壤中挖出，小心削平下端，然后将上部钢环去掉，再 削平上端，环刀内的土壤体积为100 立方厘米，同样取三份，两份求其平均值， 一份测定土壤毛管孔隙度。
4、将环刀内的土壤无损移入铝盒中，带回室内称重，土壤如在大铝盒中直 接烘干时可不称重。
5、将大铝盒打开盖放入105℃烘箱中烘8 小时，或取其中的土壤15—20 克， 放入小铝盒中，用酒精烧失法，求出土壤含水百分数。
6、计算： 式中 g——环刀内湿样重（克）g V——环刀内容积（厘米 3 ） W——样品含水百分数（不带%）
（二）比重测定：
1、将比重瓶加水至满、外部擦干，称重为A。
2、将比重瓶中水分倒出约1/3 把10 克烘干土小心倒入瓶中，加水至满，注 意不使水溢出，擦干，称重为B。
3、10 克（干土重）+ A（比重瓶重 + 水重）- B（比重瓶重 + 10 克干土重 + 排出10 克干土体积后的水重）= C（10 克干土同体积的水重）。
（三）土壤孔隙度：

2、土壤毛管孔隙度：
（1）取磁盘一个，盘中倒放一培养皿，培养皿上放滤纸一张，稍大于培养 皿，将环刀连同所取土柱放于其上。
（2）向磁盘中加水，并使滤纸边缘接触水面，但勿使水面漫过培养皿。
（3）使土柱通过滤纸吸水，待土壤毛管全部充满水分时为止。
（4）取出环刀将吸水膨胀而超出环刀的湿土用小刀切去，连同湿土柱称重， 再除出环刀重量即为充满毛管水的湿土重。
（5）从环刀上部取出土样10—20 克，置铝盒中烧失，测其含水百分数，计 算出环刀内的干土重。

F. 测定土壤孔隙度的方法

土壤孔隙度也称土壤孔度，一般不直接测量，可根据土壤容重和比重计算而得。公式为：
土壤孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100
式中：土壤比重是指单位体积的固体土粒（除去孔隙的土粒实体）的重量与同体积水的重量之比，其大小决定于土粒的矿物组成和腐殖质含量，土壤的比重一般取其平均值2.65。土壤容重是指单位体积（包括孔隙体积）内，自然干燥土壤的重量与同体积水的重量之比。容重小于比重，容重一般为1.0—1.8。孔隙度反映土壤孔隙状况和松紧程度：一般粗砂土孔隙度约33—35%，大孔隙较多。粘质土孔隙度约为45—60%小孔隙多。壤土的孔隙度约有55—65%，大、小孔隙比例基本相当。
参考链接：
土壤孔隙度_网络
http://ke..com/view/617374.htm

G. 树脂孔隙率的测定方法

取树脂100mL填充到固定床中，先用HCL溶液（浓度：约1M）洗树脂（流速：4mL/min），直至流进的HCL溶液浓度与流出的HCL溶液浓度始终相同（用0.1M
NaOH滴定）。此时，固定床中树脂间隙吸附和填充的则完全是1M的HCL溶液，用去离子水冲洗树脂，同时收集流出的液体，直至流出的液体呈中性（用pH试纸检测），测定固定床底部收集到液体的体积和HBr浓度（由于此液体中HCL的浓度较低，为了滴定减少误差，应该取收集到的液体10mL到锥形瓶中进行滴定），依据此数据计算可以得到树脂的含水量。建议做两组平行实验以确保实验的准确性。

H. 孔隙率的测量方法

1、压汞法（MIP）

用来测定部分中孔和大孔孔径分布，主要依靠外加压力使汞克服表面张力进入焦炭气孔来测定。外加压力增大，可使汞进入更小的气孔，进入焦炭气孔的汞量也就愈多。

压汞仪常在材料科学与工程中使用，用来检测混凝土、砂浆等的孔隙率。

2、低温氮气吸附-脱附法（BET）

测定吸附剂和催化剂表面积，适用于多孔材料（如活性炭）的吸附。不过BET氮吸附法一般耗时比较长，建议使用全自动比表面测试仪器，减少试验强度，同时精确性也有保障。

(8)孔隙度测量方法七步骤扩展阅读

孔隙率可分为两种：多孔介质内相互连通的微小空隙的总体积与该多孔介质的外表体积的比值为有效孔隙率，以φ_e表示；多孔介质内相通的和不相通的所有微小空隙的总体积与该多孔介质的外表体积的比值为绝对孔隙率或总孔隙率，以φ_T表示。

孔隙率与多孔介质固体颗粒的形状、结构和排列有关。

在常见的非生物多孔介质中，鞍形填料和玻璃纤维的孔隙率最大，达到83%~93%。煤、混凝土、石灰石和白云石等的孔隙率最小可低至2%~4%，地下砂岩的孔隙率大多为12%~34%。

土壤的孔隙率为43%~54%，砖的孔隙率为12%~34%，皮革的孔隙率为56%~59%，均属中等数值；动物的肾、肺、肝等脏器的血管系统的孔隙率亦为中等数值。

孔隙率是影响多孔介质内流体传输性能的重要参数。煤的孔隙特性与煤化程度、地质破坏程度和地应力性质及其大小等因素密切相关。由于这些因素的不同，各矿煤层的孔隙率可在较大的范围内变化。

I. 岩石孔隙度、密度的测定

用地震方法来确定岩层的孔隙度，密度时，要密切结合测井资料。

1.孔隙度的测定

根据声波测井资料，可以求出岩石的孔隙度φ。由时间平均方程可写出下式:

地震勘探

地震勘探

当岩石骨架成分和孔隙流体的性质已知时，Δt_f和Δt_m为常量，孔隙度就可求得。

在有井控制的情况下，利用已知井的孔隙度的资料，对层速度进行标定，便可依据层速度与孔隙度的关系来确定井以外地震资料中的孔隙度。

2.密度的测定

通过地震岩性模拟可以反演地震波的层速度和密度。当然，通过密度测井也可以求得密度资料。

Gardner等在不考虑孔隙充填物影响的情况下，统计了大多数岩石的速度与密度的关系，结果发现两者有相似性的关系，得出了密度与纵波速度的经验公式:

地震勘探

其中密度的单位为g/cm³，速度单位为m/s。

J. 盖层全孔隙结构测定方法

方法提要

本方法规定了双气路色谱法和压汞法联合测定岩石全孔隙结构的方法。双气路色谱法测定孔隙半径范围0.75～6.3nm，压汞法测定孔隙半径范围6.3～75000nm。本方法适用于各种块状岩样孔隙结构的测定。

双气路色谱法。根据多孔物质孔壁对气体的多层吸附和毛细管凝聚原理，岩样在液氮温度下的氮氦混合气环境中吸附氮气，半径越小的孔越先被氮气凝聚液充满，当吸附平衡撤掉液氮后，试样管由低温升至室温，岩样中吸附凝聚的氮气受热解吸，半径越大的孔越先被解吸。随着载气通过试样管经热导检测器的测量室，根据电桥产生的不平衡信号，可算出岩样的孔径分布、毛细管压力曲线和比表面积。

压汞法。根据毛细管作用原理，利用汞对岩石的非润湿性，在不同的外力作用下，克服岩石孔隙的毛细管压力，把汞压入岩石内各对应的孔隙中，并测得与其对应的压入汞量，通过计算绘出岩石孔隙半径分布图和岩石毛细管压力曲线。

仪器和设备

比表面积与孔径测定仪测定孔隙半径范围0.75～15nm，装置见图72.22。

孔隙结构仪最高工作压力120MPa，装置见图72.23。

烘箱室温～200℃。

分析天平感量1mg。

岩样钻切机。

液氮罐容量10kg。

碎样钵。

标准筛2～3mm。

试剂和材料

氦气钢瓶装，纯度不低于99.99%。

氮气钢瓶装，纯度不低于99.99%。

液氮纯度99.9%。

汞。

358号轻质油。

无水乙醇。

试样准备

1)双气路色谱法。含油岩样应先抽提洗油。将试样粉碎过筛，取粒径2～3mm间的颗粒样，置恒温箱内，在105℃条件下至少烘8h后，取出置存于干燥器内待测。

2)压汞法。含油岩样应先抽提除油。一般岩样可用$25mm取样钻钻取，疏松泥质岩样则用手工制备，但不得用锤子敲击取样，以免产生人为微裂缝。试样尺寸为$25mm，长15～30mm的圆柱体或相当于该尺寸的块状样，表面应尽量平整，以减小表面效应，提高测量精度。

将制备的岩样置恒温箱内，在105℃条件下至少烘8h，取出后应置存于干燥器内，待岩样冷却后称量，并作记录。称量后的试样置干燥器中待分析。

送余样测孔隙度和视比重。

汞使用前应先清除杂质，然后将汞倒入储汞瓶。

测定步骤

1)双气路色谱法(孔隙半径r≤6.3nm的测定)，吸附等温线脱附分支的测定程序。

见图72.22，先打开气路，后开仪器电源，让仪器稳定1h。在计算机上设置有关参数，把载气流速调至50mL/min，测量电流为75mA。把干净的试样空管装接在六通阀气路位置，先测试样管空白值。卸下试样空管，把干样装入试样管，以装满试样管“肚子”为宜，称量。装样后的样管二端各插入细玻璃棒后，装接在六通阀气路位置，把六通阀切换在吸附位置，套上加热杯，在100℃条件下通气加热30min后取下加热杯。待试样管冷却后，二个六通阀均切换至吸附位置，试样管套上液氮杯，N₂吸附5～6min后，推进He阀，让混合气先脱附6min，并记下R_N2和R_He流速。待混合气脱附平衡后，点击程序中的脱附按钮，把标定管六通阀切换至脱附位置，待标定管出峰完成，再点击程序中的脱附按钮，把试样管六通阀切换至脱附位置，然后取下液氮杯，套上冷却水杯，待试样管出峰完成后点击完成按钮，存储测量数据。重复上述步骤，共测五个点，其相对压力分别为0.828、0.722、0.538、0.340、0.111(具体由 计算可得，即调节R_N2和R_t的相对流量)。测定结束，先断电，后关闭气路。

图72.22 比表面与孔径测定仪装置图

2)压汞法(孔隙半径r≥6.3nm的测定)见图72.23。

图72.23 孔隙结构仪流程图

仪器的空白值测定。开仪器电路，稳定1h后，调节压力变送器和电容放大器;将不锈钢制成的实心样放进岩心室;启动真空泵，开岩心室真空阀，对岩心室抽真空;当岩心室真空度达到6.67×10^-6MPa后，开汞瓶真空阀;3min后先开灌汞阀，再开截止阀5和4;当岩心室上端探针指示灯亮，灌汞阀自动关闭;按程序先后关闭截止阀5、6和1，再停止真空泵和关闭真空系统电磁阀;调节好电容测量起始值，然后由计算机控制加压泵;从0MPa逐渐加压到119MPa，记录加压点和各压力点对应的电容变化值，共测21个点;加压结束，加压泵自动退压至0MPa，打开截止阀1;首先关闭截止阀4，然后开截止阀6和5，开进气阀和卸汞阀，把岩心室中的汞放完后，关闭卸汞阀和进气阀，并清理擦净岩心室;重复上述步骤，仪器空白值至少测二次，二次测量的重复性相对误差要小于5%。

然后进行试样的测定。把已称量并经预热(100℃)的岩样装入岩心室。测定步骤与测定空白值的操作程序相同;测定结束，打开吸汞阀、截止阀5、卸汞阀，把管路中的汞放入储汞瓶中，然后关闭卸汞阀，装好岩心室，对其抽真空片刻，最后关闭电源。

3)试样比表面积测定(见图72.22)。先通气路，后开电源，让仪器稳定1h;用一支冷阱管把图中的2—3连接，1—4间装接已装入标准样的试样管;把已烘干的试样装进试样管，试样量按比表面积的大小估算，且以不超过试样管“肚子”的1/3为宜，称量，然后在试样管二端塞上少许玻璃棉;把试样管装接在六通阀的气路位置，套上加热杯，在100～120℃的条件下加热30min，此时六通阀应处于吸附位置;在计算机上设置有关参数，并把标准试样的质量和比表面积值输入计算机内，同时调节氮气流速为20mL/min，氦气流速为80mL/min，测量电流为100mA。加热完毕后取下加热杯，待试样管冷却后，把两六通阀均切换至脱附位置;在标准试样管和被测试样管外部，分别套上盛满液氮的杜瓦杯，其浸入高度应相等，在液氮温度下吸附12～15min(具体视被测试样的比表面积大小，比表面积大吸附时间长，反之则相对短一些)。待吸附平衡后，先点击计算机脱附按钮。按照先脱附标准试样后脱附被测试样的顺序分别进行脱附(切记取下液氮杯必须立即套上冷水杯)，试样的吸附与脱附全靠液氮杯的上下。全部脱附结束，计算机自动计算出被测试样的比表面积值，直接打印出相应的数据和图谱;测定结束，先关电源后关气源。

计算

1)双气路色谱法。吸附量的计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:V_d为吸附量，mL;A_s为定量管中N₂的峰面积，μV·s;V_s为定量管中N₂的已知量，mL;A_d为试样的脱附峰面积，μV·s。

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式中:A'_d为仪器测量峰面积，μV·s;A_e为气路等效死空间(即空白值)，μV·s;

孔隙半径的计算:

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式中:r_K为凯尔文半径，等于-0.414/lgX;t为吸附厚度，等于 ，X为相对压力;R_N2为混合气中氮气流速，mL/min;p_a为大气压，MPa;p_s为液氮饱和蒸汽压，MPa;R_t为混合气流速，mL/min。

2)压汞法有关计算。毛细管压力和孔隙半径的计算:

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式中:p_Hg为汞条件下的毛细管压力，MPa;r为p_Hg对应的孔隙半径，nm。

汞饱和度的计算:

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式中:S_Hg为某压力点压入岩样的累计汞饱和度，%;A为某压力点压入岩样的累计汞体积，mL;K为某压力点仪器累计空白值，mL;V为岩样的孔隙总体积，mL。

3)在气水条件下，岩石毛细管压力曲线的绘制。孔隙半径r≥6.3nm，根据压汞法测定结果绘制;孔隙半径r<6.3nm，根据双气路色谱法测定结果绘制。

由下式计算r<6.3nm的孔隙体积:

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式中:V_样为岩样的孔隙总体积，mL;V_汞为压入岩样孔隙中的汞体积，mL;V_双为双气路色谱法测定所占的岩样孔隙体积，mL。

根据下式把汞毛细管压力p_Hg换算成气水条件下的毛细管压力p_gw:

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根据下式计算孔隙半径r<6.3nm的各对应点的孔隙含量，即饱和度S(%)。

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式中:V_双为由双气路色谱法测定所占的孔隙体积，mL;V_d为总吸附量，mL;ΔV_di为对应点的吸附量，mL;V_样为岩样的孔隙总体积，mL。

根据下式计算孔隙半径r<6.3nm的各对应点的毛管压力:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:r=r_K+t，nm;p_gw为气水条件下毛管压力，MPa。

曲线绘制时，以p_gw的自然对数等间距压力点为纵坐标，以S(%)为横坐标。

4)岩石比表面积B的计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:B为待测试样的比表面积，m²/g;V_d为待测试样的吸附量，mL/g;B_标为标准试样的比表面积，m²/g;V_d标为标准试样的吸附量，mL/g。

参考文献和参考资料

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本章编写人: 曹寅 (中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所) 。