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)