記錄雙環(huán)法測(cè)野外滲透系數(shù)試驗(yàn)方法
記錄雙環(huán)法測(cè)野外滲透系數(shù)試驗(yàn)方法 雙環(huán)法測(cè)野外滲透系數(shù) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x 雙環(huán)法試驗(yàn)是野外測(cè)定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡(jiǎn)易方法，試驗(yàn)的結(jié)果更接近實(shí)際情況。利用這個(gè)試驗(yàn)資料研究區(qū)域性水均衡以及水庫(kù)、灌區(qū)、渠道滲漏量等都是十分重要的。供應(yīng)商滄州森眾試驗(yàn)儀器有限公司 二、實(shí)驗(yàn)方法 野外測(cè)定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)常用的是試坑法，單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的精度zui高。 三、實(shí)驗(yàn)原理 在一定的水文地質(zhì)邊界以內(nèi)，向地表松散巖層進(jìn)行注水，使?jié)B入的水量達(dá)到穩(wěn)定，即單位時(shí)間的滲入水量近似相等時(shí)，再利用達(dá)西定律的原理求出滲透系數(shù)（K）值。 在坑底嵌入兩個(gè)高約20cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)，試驗(yàn)時(shí)同時(shí)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(chǎng)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(yàn)示意圖 四、實(shí)驗(yàn)儀器 雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管 五、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）選擇試驗(yàn)場(chǎng)地，zui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(shí)，因滲透路徑太短，測(cè)得的滲透系數(shù)不真實(shí)，就不要使用滲水試驗(yàn)。 （2）按雙環(huán)法滲水試驗(yàn)示意圖，安裝好試驗(yàn)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(shí)間間隔觀測(cè)滲入水量。開始時(shí)因滲入量大，觀測(cè)間隔時(shí)間要短，稍后可按一定時(shí)間間隔比如每10分鐘觀測(cè)一次，直至單位時(shí)間滲入水量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，再延續(xù)2～4小時(shí)即可結(jié)束試驗(yàn)。 六、注意事項(xiàng) （1）隨時(shí)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(shí)，做好水量轉(zhuǎn)換的換算 七、實(shí)驗(yàn)成果 （1）野外滲水試驗(yàn)的記錄格式見表1。 表1 野外滲水試驗(yàn)記錄 工程名稱 試驗(yàn)者 工程編號(hào) 計(jì)算者 試驗(yàn)日期 校核者 試驗(yàn)次數(shù) 經(jīng)過的時(shí)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(jì)算滲透系數(shù) 根據(jù)達(dá)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(yàn)時(shí)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(shí)，所產(chǎn)生的毛細(xì)壓力，以水柱高表示（m）； L值可在試驗(yàn)后用手搖鉆取樣，測(cè)定其含水量變化得知。Hk按表2確定。如果當(dāng)試驗(yàn)層為粗砂或粗砂卵石層，而試坑中水層厚度為10cm時(shí)，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(yàn)層是粘性土類，可按Hk的實(shí)際數(shù)值代入公式計(jì)算得出I值，再利用 求得滲透系數(shù)（K）。 表2. 不同巖性毛細(xì)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(xì)粒粘土質(zhì)砂 粉砂 細(xì)砂 中砂 0.3 0.2 0.1 0.05 （3）成果 繪制試坑平面位置圖； 計(jì)算滲透系數(shù)。 為了解在滲水試驗(yàn)過程中滲透流量及滲透速度隨時(shí)間的變化，繪制滲透流量及滲透速度隨的歷時(shí)曲線
試坑單環(huán)法野外注水試驗(yàn)裝置圖片是在表層干土中挖一個(gè)一定深度(30-50厘米)的方形或圓形試坑，坑底要離潛水位3-5米，坑底鋪2一3厘米厚的反濾粗砂，向試坑內(nèi)注水，必需使試坑中的水位始終高出坑底約10厘米。為了便于觀測(cè)坑內(nèi)水位，在坑底要設(shè)置一個(gè)標(biāo)尺。求出單位時(shí)間內(nèi)從坑底滲入的水量Q，除以坑底面積F，即得出平均滲透速度v=Q/F。當(dāng)坑內(nèi)水柱高度不大(等于10厘米)時(shí)，可以認(rèn)為水頭梯度近于1，因而K(滲透系數(shù))=V。這個(gè)方法適用于測(cè)定毛細(xì)壓力影響不大的砂類土，如果用在粘性土中，所測(cè)定的滲透系數(shù)偏高。
單環(huán)法試坑單環(huán)法野外注水試驗(yàn)裝置圖片
是試坑底嵌入一個(gè)高20厘米，直徑37.5厘米的鐵環(huán)，該鐵環(huán)圈定的面積為1000平方厘米。鐵環(huán)壓入坑底部10厘米深，環(huán)壁與土層要緊密接觸，環(huán)內(nèi)鋪2一3厘米的反濾粗砂。在試驗(yàn)開始時(shí)，用馬利奧特瓶控制環(huán)內(nèi)水柱，保持在10厘米高度上。試驗(yàn)一直進(jìn)行到滲入水量Q固定不變?yōu)橹梗?/span>雙環(huán)法
是試坑底嵌入兩個(gè)鐵環(huán)，增加一個(gè)內(nèi)環(huán)，形成同心環(huán)，外環(huán)直徑可取0.5米, 內(nèi)環(huán)直徑可取0.25米。試驗(yàn)時(shí)往鐵環(huán)內(nèi)注水，用馬利奧特瓶控制外環(huán)和內(nèi)環(huán)的水柱都保持在同一高度上，(例如10厘米)。根據(jù)內(nèi)環(huán)取的的資料按上述方法確定松散層、巖層的滲透系數(shù)值。由于內(nèi)環(huán)中的水只產(chǎn)生垂直方向的滲入，排除了側(cè)向滲流帶的誤差，因此，比試坑法和單環(huán)法精確度高。內(nèi)外環(huán)之間滲入的水，主要是側(cè)向散流及毛細(xì)管吸收，內(nèi)環(huán)則是松散層和巖層在垂直方向的實(shí)際滲透。
當(dāng)滲水試驗(yàn)進(jìn)行到滲入水量趨于穩(wěn)定時(shí)，可按下式精確計(jì)算滲透系數(shù)(考慮了毛細(xì)壓力的附加影響):K(滲透系數(shù))= QL/ F(H+Z+L)。
式中:
Q-----穩(wěn)定的滲入水量(立方厘米/分);
F------試坑內(nèi)環(huán)的滲水面積(平方厘米);
Z-----試坑內(nèi)環(huán)中的水厚度(厘米);
H-----毛細(xì)管壓力(一般等于巖土毛細(xì)上升高度的一半)(厘米);
L-----試驗(yàn)結(jié)束時(shí)水的滲入深度(試驗(yàn)后開挖確定)(厘米)。
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