雙環(huán)法注水試驗裝置滲透系數(shù)簡易方法

雙環(huán)法注水試驗裝置滲透系數(shù)簡易方法雙環(huán)法注水試驗裝置滲透系數(shù)簡易方法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(shù) 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)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、實驗原理 在一定的水文地質(zhì)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(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)法滲水試驗示意圖 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，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，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(zhuǎn)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(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(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水泥土滲透系數(shù)試驗儀 主要使用于水泥土抗?jié)B性能的試驗和抗?jié)B標號的測定。同時也可利用它做建筑材料透氣性的測定和質(zhì)量檢查。因此得到了有關生產(chǎn)、施工、設計、教研等部門的廣泛使用。 水泥土滲透系數(shù)試驗儀功能與普通型相同，其主要特點是壓力值通過傳感器在壓力顯示儀上顯示出來，并能按設定的程序?qū)崿F(xiàn)自動升壓、自動完成試驗，減輕工作人員負擔。  二、主要技術參數(shù)    1、大工作壓力：                    2.5Mpa（用戶可在2.5Mpa下自由選擇）    2、工作方式：                        自動恒壓（數(shù)顯型：自動恒壓且自動升壓）    3、一次可作試件數(shù)：                  3個    4、試模幾何尺寸（亦稱主模）   試件模腔上口直徑：                    70mm 模腔下口直徑：                    80mm 高度：                            40mm 5、柱塞泵參數(shù)   流  量：                         0.16L/min 6、電動機   功  率：                         120W   電  源：                         380V-50HZ 7、外形尺寸：                       950×500×800mm 8、質(zhì)    量：                       100KG 三，水泥土滲透試驗裝置主要技術指標 1， 滲透容器：由滲透試模，透水石和濾紙組成。 2， 壓力源：供氣泵應能使水壓按規(guī)定要求穩(wěn)定的作用在時間上。 3， 壓力表：量程應為（0-2.5MPa）_ 4， 滲透試模：應采用金屬試模，上口內(nèi)徑應為70mm,下口內(nèi)徑應為80mm.高度應為40mm, 試模上部側(cè)面有出水孔。 5， 密封材料：可采用水泥加黃油密封材料。 6， 透水石：直徑為75-80mm ,厚度為4mm,且滲透系數(shù)應大于10cm/S 7， 滴定管：分度值不大于0.1mL 8， 濾紙：直徑為70mm.  四、主要工作原理及其結構 水泥土滲透儀是利用密封容器內(nèi)壓力處處相等的原理（水位差忽略不計），以水泵對整個系統(tǒng)輸壓，并通過電接點壓力表或壓力控制器控制加壓壓力的大小來實現(xiàn)壓力水由下向上滲透壓裝在試模中的試件，從而測定試件抗?jié)B性能和計算其抗?jié)B標號的儀器。 主要由箱體、工作臺、供壓系統(tǒng)、操作臺等組成。 1、箱體。 由各種型鋼焊接而成，主要用于安裝和聯(lián)接各個部件。其上部安裝有工作臺，內(nèi)部安裝有供壓系統(tǒng)及電器箱，前部安裝有操作臺。 2、工作臺。 由不銹鋼面板制成，并安裝有12個模座，用于安裝試模之用。 3、供壓系統(tǒng)。 由電動機、動力箱、水泵、水包、安全閥、管道等組成。電動機用于向系統(tǒng)提供動力源；動力箱用于將電動機所提供的動力源轉(zhuǎn)化成往返運動的動力并提供給水泵；水泵用以向整個系統(tǒng)提供水壓；水包用以穩(wěn)定供應系統(tǒng)的水壓、并起水壓源的分流作用；安全閥安裝在水包*，安全閥的作用是確保系統(tǒng)壓力不大于壓力表大量程。 4、操作臺。主要由電器控制和控制閥組成。  （1） 控制閥。 其開啟與關閉與一般閥門相同，即順時針旋轉(zhuǎn)為關閉，逆時針旋轉(zhuǎn)為開啟。每個閥相對應控制一個試模。  （2）電器控制部分：由組合開關和1只與壓力傳感器相連接的控制器所組成。組合開關控制抗?jié)B儀電源，0”位為關，1”位為開；控制器用于控制供壓系統(tǒng)的壓力保持在你需要的范圍，當壓力指針達到上*，水泵停止工作，由于試件滲透等原因，致使水壓下降，指針逆時針轉(zhuǎn)動，離開上限位置，直至到達下限位，水泵重新啟動，水壓上升到上限位。關于控制器的設定詳見附錄