試坑法野外雙環(huán)注水試驗裝置

試坑法野外雙環(huán)注水試驗裝置記錄

試坑法野外雙環(huán)注水試驗裝置記錄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。供應商滄州森眾試驗儀器有限公司 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zui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20cm，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，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 試驗次數 經(jīng)過(guò)的時(shí)間 (s) 滲透流量 m3/min 滲透速度 m/min 滲透系數 m/min 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 巖石名稱(chēng) Hk（m） 巖石名稱(chēng) 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。 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)

試坑單環(huán)法野外注水試驗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(guān)測坑內水位，在坑底要設置一個(gè)標尺。求出單位時(shí)間內從坑底滲入的水量Q，除以坑底面積F，即得出平均滲透速度v=Q/F。當坑內水柱高度不大(等于10厘米)時(shí)，可以認為水頭梯度近于1，因而K(滲透系數)=V。這個(gè)方法適用于測定毛細壓力影響不大的砂類(lèi)土，如果用在粘性土中，所測定的滲透系數偏高。

單環(huán)法試坑單環(huán)法野外注水試驗裝置圖片

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)內鋪2一3厘米的反濾粗砂。在試驗開(kāi)始時(shí)，用馬利奧特瓶控制環(huán)內水柱，保持在10厘米高度上。試驗一直進(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)內環(huán)，形成同心環(huán)，外環(huán)直徑可取0.5米, 內環(huán)直徑可取0.25米。試驗時(shí)往鐵環(huán)內注水，用馬利奧特瓶控制外環(huán)和內環(huán)的水柱都保持在同一高度上，(例如10厘米)。根據內環(huán)取的的資料按上述方法確定松散層、巖層的滲透系數值。由于內環(huán)中的水只產(chǎn)生垂直方向的滲入，排除了側向滲流帶的誤差，因此，比試坑法和單環(huán)法精確度高。內外環(huán)之間滲入的水，主要是側向散流及毛細管吸收，內環(huán)則是松散層和巖層在垂直方向的實(shí)際滲透。

當滲水試驗進(jìn)行到滲入水量趨于穩定時(shí)，可按下式精確計算滲透系數(考慮了毛細壓力的附加影響):K(滲透系數)= QL/ F(H+Z+L)。

式中:

Q-----穩定的滲入水量(立方厘米/分);

F------試坑內環(huán)的滲水面積(平方厘米);

Z-----試坑內環(huán)中的水厚度(厘米);

H-----毛細管壓力(一般等于巖土毛細上升高度的一半)(厘米);

L-----試驗結束時(shí)水的滲入深度(試驗后開(kāi)挖確定)(厘米)。