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SK-500型 水利水電工程試坑雙環(huán)注水試驗裝置是野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡易方法,試驗的結果更接近實際情況。利用這個試驗資料研究區(qū)域性水均衡以及水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量等都是十分重要的。
SK-500型 水利水電工程試坑雙環(huán)注水試驗裝置
一、實驗目的和意義
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(shù)的常用的簡易方法,試驗的結果更接近實際情況。利用這個試驗資料研究區(qū)域性水均衡以及水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量等都是十分重要的。
二、實驗方法
野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)z chang yong的是試坑法,單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的jing度z高。
三、實驗原理
在一定的水文地質邊界以內(nèi),向地表松散巖層進行注水,使?jié)B入的水量達到穩(wěn)定,即單位時間的滲入水量近似相等時,再利用達西定律的原理求出滲透系數(shù)(K)值。
在坑底嵌入兩個高約20cm,直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán),試驗時同時往內(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)滲透場的約束作用使內(nèi)環(huán)的水只能垂向滲入,因而排除了側向滲流的誤差,
此它比試坑法和單環(huán)法的jing度都高。
四、實驗儀器
雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管
五、實驗步驟
(1)選擇試驗場地,Z 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,因滲透路徑太短,測得的滲透系數(shù)不真實,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(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)按一定的時間間隔觀測滲入水量。開始時因滲入量大,觀測間隔時間要短,稍后可按一定時間間隔比如每10分鐘觀測一次,直至單位時間滲入水量達到相對穩(wěn)定,再延續(xù)2~4小時即可結束試驗。
六、注意事項
(1)隨時保持內(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,做好水量轉換的換算
七、實驗成果
(1)野外滲水試驗的記錄格式見表1。
表1 野外滲水試驗記錄
工程名稱 試驗者
工程編號 計算者
試驗日期 校核者
試驗次數(shù) | 經(jīng)過的時間 (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)計算滲透系數(shù)
根據(jù)達西定律: 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-在試驗時間段內(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,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,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,可按Hk的實際數(shù)值代入公式計算得出I值,再利用求得滲透系數(shù)(K)。
表2. 不同巖性毛細壓力Hk表
巖石名稱 | Hk(m) | 巖石名稱 | 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 | 細粒粘土質砂 粉砂 細砂 中砂 | 0.3 0.2 0.1 0.05 |
(3)成果
①繪制試坑平面位置圖;
②計算滲透系數(shù)。
為了解在滲水試驗過程中滲透流量及滲透速度隨時間的變化,繪制滲透流量及滲透速度隨的歷時曲線。
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