滲水試驗

野外工作中利用一些工具直接測定岩土滲透係數的試驗。滲水試驗(infiltration test)一般採用試坑滲水試驗,是野外測定包氣帶鬆散層和岩層滲透係數的簡易方法。試坑滲水試驗常採用的是試坑法、單環法、和雙環法。

釋義

中文名稱:滲水試驗

英文名稱:infiltration test

試驗方法

試坑法

是在表層乾土中挖一個一定深度(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。為了便於觀測坑內水位,在坑底要設定一個標尺。求出單位時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(等於10厘米)時,可以認為水頭梯度近於1,因而K(滲透係數)=V。這個方法適用於測定毛細壓力影響不大的砂類土,如果用在粘性土中,所測定的滲透係數偏高。

單環法

是試坑底嵌入一個高20厘米,直徑35.75厘米的鐵環,該鐵環圈定的面積為1000平方厘米。鐵環壓入坑底部10厘米深,環壁與土層要緊密接觸,環內鋪2一3厘米的反濾粗砂。在試驗開始時,用馬利奧特瓶控制環內水柱,保持在10厘米高度上。試驗一直進行到滲入水量Q固定不變為止,就可以按下式計算滲透速度:v=Q/F,所得的滲透速度即為該鬆散層、岩層的滲透係數值。

雙環法

是試坑底嵌入兩個鐵環,增加一個內環,形成同心環,外環直徑可取0.5米, 內環直徑可取0.25米。試驗時往鐵環內注水,用馬利奧特瓶控制外環和內環的水柱都保持在同一高度上,(例如10厘米)。根據內環取的的資料按上述方法確定鬆散層、岩層的滲透係數值。由於內環中的水只產生垂直方向的滲入,排除了側向滲流帶的誤差,因此,比試坑法和單環法精確度高。內外環之間滲入的水,主要是側向散流及毛細管吸收,內環則是鬆散層和岩層在垂直方向的實際滲透。

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

式中:

Q-----穩定的滲入水量(立方厘米/分);

F------試坑內環的滲水面積(平方厘米);

Z-----試坑內環中的水厚度(厘米);

H-----毛細管壓力(一般等於岩土毛細上升高度的一半)(厘米);

L-----試驗結束時水的滲入深度(試驗後開挖確定)(厘米)。

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