渗水试验
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渗水试验报告
渗水试验是野外测定包气带非饱和岩(土)层渗透的简易方法。利用渗水试验,可提供灌溉设计、研究区域水均衡以及计算山前地区地表水渗入量。
一、试验目的
野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数
二、试验方法
对砂土和粉土,可采用试坑法或单环法;对粘性土应采用试坑双环法
(1)试坑法:装置简单;受侧向渗透的影响大,试验成果精度差
(2)单环法:装置简单;受侧向渗透的影响大,试验成果精度稍差;
(3)双环法:装置较复杂;基本排除了侧向渗透的影响,试验成果较高。
注:当圆坑的坑壁有防渗措施,试坑内的渗水面积:F=πr2,r为坑底半径;
当坑壁四周无防渗措施时:F+πr(r+2z),式中r为坑底半径;z为试坑中水层厚度。 三、试验原理
在野外一定的水文地质边界内,挖一试坑,坑底离潜水位3-5m。在坑底嵌入两个铁环,实验时同时往内外铁环内注水,并保持内外环的水柱都在同一高度。当渗入的水量达到稳定时,再利用达西定律的原理求出野外松散岩层的渗透系数。
K=Q×LF×(Hk+Z+L)
J=Hk+Z+LL
J:水力坡度(m/d)
Hk:毛细压力水头(m),查表得知经验数值
F:内环面积(cm2)
岩(土)名称 Hk 岩(土)名称 Hk
中砂 0.05 细砂
0.1
粉砂 0.2 粉土 0.5
粉质粘土 0.6
Z:环内水层厚度(10cm)
L:试验结束时渗透深度(cm)通过麻花钻2个比较合适
Q:稳定流量(m³/min)
四、试验仪器
双环、铁锹、供水瓶、支架、洛阳铲、尺子。
五、实验步骤
双环法是在试坑底嵌入两个铁环,外环直径采用0.5mm,内环采用0.25mm。试验时往铁环内注水,内外环的水头需始终保持一致,避免相互渗漏。
(1)选择试验场地,挖坑。最好在潜水埋藏深度大于5m的地方为好。如果潜水埋深小于2m,因渗透路径太短,测得的渗透系数不真实,就不要用渗水试验。
(2)按双环渗水试验示意图,安装好试验装置。
(3)往内外环内注水,并保持内外环的水柱都保持在同一高度,以0.1m为宜。
(4)按一定的时间间隔观测渗入水量。开始时因渗入量大,观测间隔时间要短,稍后可按一定时间间隔比如按时间间隔5min;10min;15min;20min;30min等等,记录安全稳定为止,再延续2-4小时即可结束试验。稳定标准:渗入流量Q呈随机波动变化且变幅<5%。
(5)注意事项
1、随时保持内外环的水柱都保持在0.1m的同一高度;
2、向供水瓶注水时,做好水量转换的换算
六、数据处理与成果提交
(1)试坑平面位置图(2)水文地质剖面图
(3)原始记录表
时间间隔 H初(mm) H未(mm) 渗透深度(mm) 流速(mm/min) 流量Q(ml/min)
5min 222 167 55 11 539.69
15min 167 121 46 3.1 150.46
20min 121 46 75 3.8 183.98
20min 213 153 60 3 147.19
20min 153 93 60 3 147.19
20min 93 34 59 2.95 144.73
V=detaH/t=5.5/5=11(mm/min)
F=πr2=3.14×12.52=490.625(cm2)
Q=V×F=11×10-1×490.625=539.69(ml/min)
(4)渗透速度历时曲线
(5)K值计算 J=1;K=0.3(cm/min)