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2021試坑雙環(huán)注水試驗裝置野外滲透系數(shù)
更新時間:2020-11-24   點擊次數(shù):1225次

雙環(huán)法測野外滲透系數(shù)SK-500型試坑雙環(huán)注水試驗裝置 雙環(huán)法測野外滲透系數(shù) 一、實驗目的和意義 雙環(huán)法試驗是野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡易方法,試驗的結(jié)果更接近實際情況。利用這個試驗資料研究區(qū)域性水均衡以及水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量等都是十分重要的。 二、實驗方法 野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的是試坑法,單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的精度高。 三、實驗原理 在一定的水文地質(zhì)邊界以內(nèi),向地表松散巖層進行注水,使?jié)B入的水量達到穩(wěn)定,即單位時間的滲入水量近似相等時,再利用達西定律的原理求出滲透系數(shù)(K)值。 在坑底嵌入兩個高約20cm,直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán),試驗時同時往內(nèi)、外鐵環(huán)內(nèi)注水,并保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在同一高度,以0.1m為宜,由于外環(huán)滲透場的約束作用使內(nèi)環(huán)的水只能垂向滲入,因而排除了側(cè)向滲流的誤差,因此它比試坑法和單環(huán)法的精度都高。 圖1雙環(huán)法滲水試驗示意圖 四、實驗儀器 雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管 五、實驗步驟 (1)選擇試驗場地,好在潛水埋藏深度大于5m的地方為好。如果潛水埋深小于2m時,因滲透路徑太短,測得的滲透系數(shù)不真實,就不要使用滲水試驗。 (2)按雙環(huán)法滲水試驗示意圖,安裝好試驗裝置。 (3)往內(nèi)、外鐵環(huán)內(nèi)注水,并保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在同一高度,以0.1m為宜。 (4)按一定的時間間隔觀測滲入水量。開始時因滲入量大,觀測間隔時間要短,稍后可按一定時間間隔比如每10分鐘觀測一次,直至單位時間滲入水量達到相對穩(wěn)定,再延續(xù)2~4小時即可結(jié)束試驗。 六、注意事項 (1)隨時保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在0.1m的同一高度。 (2)向供水瓶注水時,做好水量轉(zhuǎn)換的換算 七、實驗成果 (1)野外滲水試驗的記錄格式見表1。 表1 野外滲水試驗記錄 工程名稱 試驗者 工程編號 計算者 試驗日期 校核者 試驗次數(shù) 經(jīng)過的時間 (s) 滲透流量 m3/min 滲透速度 m/min 滲透系數(shù) m/min 注:A雙環(huán)內(nèi)徑面積(314cm2) I是水力梯度, (2)計算滲透系數(shù) 根據(jù)達西定律: k=Q/AI 式中 Q穩(wěn)定滲流量(m3/min); K滲透系數(shù)(m/min); A雙環(huán)內(nèi)徑面積(m2); Z滲坑內(nèi)水層厚度(m); L在試驗時間段內(nèi),水由試坑底向土層中滲透的深度(m); Hk水向干土中滲透時,所產(chǎn)生的毛細壓力,以水柱高表示(m); L值可在試驗后用手搖鉆取樣,測定其含水量變化得知。Hk按表2確定。如果當試驗層為粗砂或粗砂卵石層,而試坑中水層厚度為10cm時,Hk與Z及L相比則很小I近似等于1,則 K=Q/A=V(滲透速度) 若試驗層是粘性土類,可按Hk的實際數(shù)值代入公式計算得出I值,再利用 求得滲透系數(shù)(K)。 表2. 不同巖性毛細壓力Hk表 巖石名稱 Hk(m) 巖石名稱 Hk(m) 重亞粘土 輕亞粘土 重亞砂土 輕亞砂土 1.0 0.8 0.6 0.4 細粒粘土質(zhì)砂 粉砂 細砂 中砂 0.3 0.2 0.1 0.05 (3)成果 繪制試坑平面位置圖; 計算滲透系數(shù)。 為了解在滲水試驗過程中滲透流量及滲透速度隨時間的變化,繪制滲透流量及滲透速度隨的歷時曲線。

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