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，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 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，并能按設定的程序實現(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    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，即順時針旋轉為關閉，逆時針旋轉為開啟。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