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滄州鑫科建筑儀器有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第9年

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學(xué)校試驗(yàn)儀器
混凝土試驗(yàn)儀器
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土工試驗(yàn)儀器
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水利水電工程試坑雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置的使用原理

時(shí)間:2024/4/17閱讀:373
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水利水電工程試坑雙環(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。

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)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(shí)驗(yàn)原理

在一定的水文地質(zhì)邊界以內(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,

此它比試坑法和單環(huán)法的精度都高。

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,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(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)的記錄格式見表1。

表1 野外滲水試驗(yàn)記錄

工程名稱                    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,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

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(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

①繪制試坑平面位置圖;

②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。

水利水電工程試坑雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置



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