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試坑法野外雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置記錄
試坑法野外雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置記錄KS-500型試坑雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置 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?xún)?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(kāi)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(jiàn)表1。 表1 野外滲水試驗(yàn)記錄 工程名稱(chēng) 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(guò)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(lèi),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(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(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(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(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(lèi)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(kāi)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(kāi)挖確定)(厘米)。