雙環(huán)法測野外滲透系數KS-500型試坑雙環(huán)注水試驗裝置

雙環(huán)法測野外滲透系數

一、實(shí)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的常用的簡(jiǎn)易方法，試驗的結果更接近實(shí)際情況。利用這個(gè)試驗資料研究區域性水均衡以及水庫、灌區、渠道滲漏量等都是十分重要的。

二、實(shí)驗方法

野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數常用的是試坑法，單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的精度高。

三、實(shí)驗原理

在一定的水文地質(zhì)邊界以?xún)?，向地表松散巖層進(jìn)行注水，使滲入的水量達到穩定，即單位時(shí)間的滲入水量近似相等時(shí)，再利用達西定律的原理求出滲透系數（K）值。

在坑底嵌入兩個(gè)高約15cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)，試驗時(shí)同時(shí)往內、外鐵環(huán)內注水，并保持內外環(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)的約束作用使內環(huán)的水只能垂向滲入，因而排除了側向滲流的誤差，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(shí)驗儀器

雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管

五、實(shí)驗步驟

（1）選擇試驗場(chǎng)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(shí)，因滲透路徑太短，測得的滲透系數不真實(shí)，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、外鐵環(huán)內注水，并保持內外環(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(guān)測滲入水量。開(kāi)始時(shí)因滲入量大，觀(guān)測間隔時(shí)間要短，稍后可按一定時(shí)間間隔比如每10分鐘觀(guān)測一次，直至單位時(shí)間滲入水量達到相對穩定，再延續2～4小時(shí)即可結束試驗。

六、注意事項

（1）隨時(shí)保持內外環(huán)的水柱都保持在0.1m的同一高度。

（2）向供水瓶注水時(shí)，做好水量轉換的換算

七、實(shí)驗成果

（1）野外滲水試驗的記錄格式見(jiàn)表1。

表1 野外滲水試驗記錄

工程名稱(chēng)                    試驗者        

工程編號                    計算者         

試驗日期                    校核者         

注：A－雙環(huán)內徑面積（314cm2） I是水力梯度,

（2）計算滲透系數

根據達西定律：               k=Q/AI

式中 Q－穩定滲流量（m3/min）；

     K－滲透系數（m/min）；

     A－雙環(huán)內徑面積（m2）；

     Z－滲坑內水層厚度（m）；

     L－在試驗時(shí)間段內，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(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）

若試驗層是粘性土類(lèi)，可按Hk的實(shí)際數值代入公式計算得出I值，再利用 求得滲透系數（K）。

表2. 不同巖性毛細壓力Hk表

（3）成果

①繪制試坑平面位置圖；

②計算滲透系數。

為了解在滲水試驗過(guò)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(xiàn)。