渗水试验.doc
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渗水试验
渗水试验是在野外条件下,测定松散岩石包气带垂直渗透系数的方法。
应用该方法时,潜水埋深最好大于5米。
1试验工具及规格
铁锹2把、小铲子2个、刻度尺1把(50㎝)、马里奥特瓶1个、铁环1个(高为20cm、直径为35.75cm(面积1000cm2)、秒表1个。
2试验步骤及注意事项
1)在指定的地点挖一个圆坑,坑底平整,坑的深度大于20cm,直径大于铁环直径。
2)把铁环放入坑内,等铁环需放置水平状态之后铁环外壁拄土捣实,以防环内水外漏。
3)将刻度尺紧贴铁环内壁放至坑底,将其固定于环壁。
4)将马里奥特瓶水加入铁环内水深为10cm,停止加水,开始计时。
3试验方法
1)常用方法有试坑法、单环法和双环法。
2)试坑法在表层干土中挖一试坑,坑底要高出潜水面3-5m,向试坑内注水,水位高出坑底约10m,求出单位时间从坑底渗入地下的水量Q,计算平均渗透速度V=Q/F,F为坑底面积。
V=KI,渗透时间很长时,I≈1,则垂直渗透系数K≈V。
1)单环法:
是在试坑内嵌入一个高为20cm、直径为35.75cm(面积1000cm2)的铁环,用马里奥特瓶控制铁环内水深为10cm。
持续加水,使渗入地下的水量Q恒定不变时为止,同试坑法,此时垂直渗透系数K=V=Q/F。
如果系统地记录加入的水量随时间的变化曲线,求各时间段的平均渗透速度,绘制下图,在渐近线时的渗透速度即为垂直渗透系数。
2)双环法:
为了消除单环试验时侧向下渗可能产生的误差,在试坑内嵌入两个铁环,外环直接可取50cm,内环直径取25cm。
用马里奥特瓶控制内外内水深均保持在10cm左右,用内环试验资料计算渗透系数。
由于内环中的水只产生垂向渗透,排除了侧向渗透带的误差,因此比试坑法和单环法精度要高。
(理论上是这样的,但在实际操作过程中,由于两环之间可能存在水力联系而得到错误的结论。
(2)根据渗水试验资料计算岩层渗透系数
当渗水试验进行到渗入水力趋于稳定时,可按下时精确计算渗透系数:
K=Ql/[F(H’K+Z+l)]
Q—稳定的渗入水量;F—试坑(内环)渗水面积;Z—试坑(内环)中水层厚度;H’K—毛细压力(一般等于岩石毛细上升高度之半);l—试验结束时水的渗入深度(挖开测定)。
当渗水试验进行相当长时间渗入量仍未达到稳定时,可用以下变流量公式计算:
式中:
V1、V2—经过t1和t2时间的总渗入水量(即总给水量);F—试坑(内环)渗水面积;a1—代用系数(可用简单试算法求出)
(3)渗水试验的成果包括:
1)试坑平面位置图;
2)水文地质剖面图与试验安装示意图
3)渗透速度历时曲线;
4)渗透系数的计算;
5)原始记录表格。
工程名称:
试验点编号:
试验深度:
渗透面积:
水头高度:
试验土层名称:
粉砂试验时间:
试验时间
流量桶刻度
流量Q
备注
日
(d)
时
(h)
分
(min)
持续时间
(min)
读数
(L)
与前读数之差(L)
本段时间内总注入量
(L)
单位时间内的注入量
(L/min)
试坑单环注水试验资料整理记录
1、绘制Q~t关系曲线
2、计算试验土层的渗透系数
3、试验土层的基本情况描述和需要说明的问题