達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀

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，主要為研究區域性水均衡、水庫、灌區、渠道滲漏量、山前地區地表水滲入量等進(jìn)行的。達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀b達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀

2.   試驗的適用范圍對砂土和粉土，可采用試坑法或單環(huán)法；對粘性土應采用試坑雙環(huán)法。

3.   試驗的基本原理

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。

4.   試驗儀器及制樣工具

滲水雙環(huán)（兩個(gè)高約50cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)）、兩套帶有刻度的供水桶、膠帶、橡皮管,止水夾、鐵鍬、尺子、及若干要填在試環(huán)底部的小礫石。

5.   試驗步驟

（1）    確定試點(diǎn),開(kāi)挖試坑。確定試點(diǎn)有三個(gè)原則：

1)   代表性。試點(diǎn)處的包氣帶巖層要能代表試區相當大范圍內包氣帶巖層的情況；

2)   *性。試點(diǎn)處包氣帶巖層的選擇應與大目標*，如本次實(shí)例是為了選擇人工回灌點(diǎn)，所以選擇包氣帶巖層滲透性能較好的部位進(jìn)行試驗。

3)   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。

試坑開(kāi)挖：

鏟去表土，露出目標層，試坑深度應大于0.8-1.2m，試坑面積1.3×1.0m左右，以消除包氣帶表層植被根系對試驗的影響。

（2）    ??壓入雙環(huán)、鋪礫、立標

將雙環(huán)同心壓入試坑底部中央，原則上壓入0.8-1cm即可，實(shí)際中，將雙環(huán)壓入試層3-8cm。鋪礫的目的是防止注水時(shí)將環(huán)底的沙層沖起，試驗中實(shí)際鋪礫3-4cm。

立標的目的在于，定水頭注水時(shí)，控制環(huán)底水層厚度，一般控制在10cm，需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，此處所言的“水層厚度”是包括環(huán)底鋪礫厚度在內的。

（3）    水頭注水、觀(guān)測記錄

以環(huán)底水標為準，保持標頭剛好淹在水中，內外環(huán)同時(shí)定水頭注水（隨時(shí)保持內外環(huán)的水柱都保持在10cm的同一高度。這樣即可認為，內外環(huán)之間滲入的水主要消耗在側向擴散上，內環(huán)滲入的水主要消耗在垂向滲透上，為準垂向一維滲流）。

同時(shí)從供水桶觀(guān)測注入水量。記錄的時(shí)間，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。

（4）    滲入速度穩定，完成試驗

試驗記錄的過(guò)程中，繪制出滲速時(shí)間v-t曲線(xiàn)，當試驗時(shí)間（一般為30分鐘）曲線(xiàn)保持在一個(gè)不大的區間，再延續一段時(shí)間，如2-3h，即可結束試驗。

6.   試驗數據

（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

*組

T(min)12251010Q(ml)300200100150450450

第二組

T(min)12251010Q(ml)250200120190400400

7.   試驗數據處理

（1）計算滲透系數

根據達西定律：?

式中 Q－穩定滲流量（m3/min）；

A－雙環(huán)內徑面積（m2）；

K－滲透系數（m/min）；

I—水力梯度，滲透系數為1的滲透流速；

?

式中Z－試坑內水層厚度（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）；

?－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）。試驗地點(diǎn)土為粘性，其大小約為1；

時(shí)間min

滲透深度（cm）

水力梯度I

滲透系數m/mim150

3.200.0024530.001050.0006100.0004200.0004300.0004

（2）滲透速度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)?

8.   試驗成果分析及工程應用

由于經(jīng)濟成本低且簡(jiǎn)便易行，在包氣帶巖層參數的求取中，雙環(huán)滲水試驗具有重要的實(shí)用價(jià)值，但要慎重對待試驗數據采集和處理，在采集中盡量避免人為誤差，在處理中力求減小概化誤差。

由于基于垂向一維滲流，在公式法求滲透系數的過(guò)程中，側向滲透對求解結果的影響頗大。因此，在雙環(huán)試驗中保持內、外環(huán)水層高度*很重要。

在入滲速度近似法求k中，約束條件為HS+0.5HC/Lw很小，要使此條件得到滿(mǎn)足，控制上試環(huán)水層厚度在10cm以下是必要的。

雙環(huán)滲水試驗對滲透系數較大的松散巖類(lèi)孔隙巖層的適用性較好，而對滲透系數較小的粘土、亞粘土巖層的適用性較差。

圓柱體試件的靜力受壓彈性模量。  

混凝土彈性模量測定儀儀器參數 

  產(chǎn)品符合GB11971、GB/T50081-2002標準要求

1、千分表量程 0～1mm    

2、上、下環(huán)中心距 150mm  

混凝土彈性模量測定儀試件尺寸 

φ150×300mm    

150×150×300mm    

100×100×300mm    

毛重/凈重 5kg  

混凝土彈性模量測定儀結構及操作方法 

  本測定儀由上環(huán)、下環(huán)、接觸桿、千分表和緊定螺釘組成.  

  試驗開(kāi)始前，將彈性模量測定儀放置于平整的平面上，旋出試塊緊定螺釘，裝上千分表，送開(kāi)固定板緊定螺釘，取下固定板，則測定儀已在試塊上定位。將測定儀連同試塊置于壓力試驗機的下壓板上，試塊中心與壓力機下壓板中心對準，千分表調零。  

混凝土彈性模量測定儀

      開(kāi)動(dòng)壓力機，當上壓板與試件接近時(shí)，調整球座，使接觸均衡，以0.2-0.3mpa/s的速度連續而均勻地加載到Pa（即試件預期破壞荷載值的40%），然后以同樣速度卸荷至零，如此反復預壓3次。在預壓時(shí)，觀(guān)察壓力機及千分表是否正常。試件兩側千分表變形之差，不得大于變形平均值的15%，更不能正負異向，當采用100mm×100mm截面的試件時(shí)，其兩側變形之差，不得大于變形平均值的20%，否則用硬木輕敲球座調整，或調整試件位置。用上述速度進(jìn)行第四次加荷，先至初載荷,先至初載荷PO（約為0.5MPA），保持30S，分別讀兩側千分表△O，然后加荷至PA，保持約30秒，分別讀兩側千分表△A，分別計算兩側變形增值△A-△O，并計算出平。

均值，設為△4；讀取△A后即以同樣速度卸荷至PO，保持約30秒，分別讀兩側千分表讀數△00，同上步驟，進(jìn)行第五次加荷，求出△50  

   △5與△4之差應不大于0.0002（L=150mm),否則，應中伏上述步驟，直至兩次相鄰加荷變形值之差符合要求，以后一次變形值△0為準。然后卸去千分表，以同樣速度繼續加荷至試件破壞，記下循環(huán)軸心抗壓強度Ra.  試驗結果計算 

  混凝土抗壓彈性模量Ec按下式計算：    

   PA-終載荷（N）    

   PO-初載荷（N）  

  △a-第五次或后一次加荷，試件兩側在PA及PO    

  作用下變形差平均值（mm)    

  L-標距（mm)  

  A-試件斷面積（mm2)  

  以3根試件實(shí)驗結果的算術(shù)平均值為測定值。若任一抽心抗壓強度平均值之差超過(guò)平均值20%，則EC按另兩根試件試驗結果的算術(shù)平均值計算，若兩根試件結果超出規定，試驗無(wú)效。結果精確至100Mpa