水利工程甲级资质所需要掌握的技能之渗透试验

渗透试验

16.1.1常水头渗透试验适用于粗粒土,变水头渗透试验适用于细粒土。
16.1.2试验用水宜采用实际作用于土中的天然水。有困难时,可用纯水或经过滤的清水。在试验前必须用抽气法或煮沸法进脱气。试验时的水温宜高于室温3℃~4℃。
16.1.3渗透系数的最大允许差值应为±2.0×10“cm/s,在测得的结果中取3个~4个在允许差值范围内的数据,求得其平均值,作为试样在该孔隙比e时的渗透系数。
16.1.4本试验应以水温20℃为标准温度,计算标准温度下的渗透系数。

16.2.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
常水头渗透仪装置:封底圆筒的尺寸参数应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB/T15406的规定;当使用其他尺寸的圆筒时,圆筒内径应大于试样最大粒径的10倍;玻璃测压管内径为0.6cm,分度值为0.1cm(图16.2.1);

2天平:称量5000g,分度值1.0g;
3温度计:分度值0.5℃;
4其他:木锤、秒表。
16.2.2常水头渗透试验应按下列步骤进行:
1应先装好仪器(图16.2.1),并检查各管路接头处是否漏水。将调节管与供水管连通,由仪器底部充水至水位略高于金属孔板,关止水夹。
2取具有代表性的风干试样3kg~4kg,称量准确至1.0g,并测定试样的风干含水率。
3将试样分层装入圆筒,每层厚2cm~3cm,用木锤轻轻击实到一定的厚度,以控制其孔隙比。试样含黏粒较多时,应在金属孔板上加铺厚约2cm的粗砂过渡层,防止试验时细粒流失,并量出过渡层厚度。
4每层试样装好后,连接供水管和调节管,并由调节管中进水,微开止水夹,使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平,关止水夹。饱和时水流不应过急,以免冲动试样。
5按照本标准第16.2.2条第1款~第4款的规定逐层装试样,至试样高出上测压孔3cm~4cm为止。在试样上端铺厚约2cm砾石作缓冲层。待最后一层试样饱和后,继续使水位缓缓上升至溢水孔。当有水溢出时,关止水夹。
6试样装好后量测试样顶部至仪器上口的剩余高度,计算试样净高。称剩余试样质量,准确至1.0g,计算装入试样总质量。
7静置数分钟后,检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。不齐平时,说明试样中或测压管接头处有集气阻隔,用吸水球进行吸水排气处理。
8提高调节管,使其高于溢水孔,然后将调节管与供水管分开,并将供水管置于金属圆筒内。开止水夹,使水由上部注入金属圆筒内。
9降低调节管口,使其位于试样上部1/3高度处,造成水位差使水渗入试样,经调节管流出。在渗透过程中应调节供水管夹,使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔应始终有余水溢出,以保持常水位
10测压管水位稳定后,记录测压管水位,计算各测压管间的水位差。
11开动秒表,同时用量筒接取经一定时间的渗透水量,并重复1次。接取渗透水量时,调节管口不得浸入水中。
12测记进水与出水处的水温,取平均值。
13降低调节管管口至试样中部及下部1/3处,以改变水力坡降,按本标准第16.2.2条第9款~第12款规定重复进行测定。
14根据需要,可装数个不同孔隙比的试样,进行渗透系数的测定。
16.2,3常水头渗透试验渗透系数应按下列公式计算

16.2,4当进行不同孔隙比下的渗透试验时,可在半对数坐标上绘制以孔隙比为纵坐标,渗透系数为横坐标的ek关系曲线图。
16.2.5常水头渗透试验的记录格式应符合本标准附录D表D.24的规定。

16.3.1本试验所用的仪器设备(图16.3.1)应符合下列规定:

1渗透容器:由环刀、透水板、套筒及上、下盖组成;
2水头装置:变水头管的内径,根据试样渗透系数选择不同尺寸,且不宜大于1cm,长度为1.0m以上,分度值为1.0mm;
3其他:切土器、秒表、温度计、削土刀、凡士林。
16.3.2变水头渗透试验应按下列步骤进行:
1用环刀在垂直或平行土样层面切取原状试样或扰动土制备成给定密度的试样,进行充分饱和。切土时,应尽量避免结构扰动,不得用削土刀反复涂抹试样表面。
2将容器套筒内壁涂一薄层凡士林,将盛有试样的环刀推入套筒,压入止水垫圈。把挤出的多余凡士林小心刮净。装好带有透水板的上、下盖,并用螺丝拧紧,不得漏气漏水。
3把装好试样的渗透容器与水头装置连通。利用供水瓶中的水充满进水管,水头高度根据试样结构的疏松程度确定,不应大于2m,待水头稳定后注入渗透容器。开排气阀,将容器侧立,排除渗透容器底部的空气,直至溢出水中无气泡。关排气阀,放平渗透容器。
4在一定水头作用下静置一段时间,待出水管口有水溢出时,再开始进行试验测定。
5将水头管充水至需要高度后,关止水夹5(2),开时测记变水头管中起始水头高度和起始时间,按预定时间间隔测记水头和时间的变化,并测记出水口的水温。如此连续测记2次~3次后,再使水头管水位回升至需要高度,再连续测记数次,重复试验5次~6次以上。
16.3.3变水头渗透试验渗透系数应按下列公式计算:

16,3.4变水头渗透试验的记录格式应符合本标准附录D表D.25的规定

本文主要引述自GB/T50123-2019规范