渗透试验(2010)

1、实验四渗透试验一、试验目的土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质，决定土体的强度性质和变形、固结性质，渗透问题是土力学的三个重要问题之一，与强度问题、变形问题合成土力学的主要三大问题。渗透试验主要是测定土体的渗透系数，渗透系数的定义是单位水力坡降的渗透流速，常以cm/s作为单位。二、一般规定1、渗透试验根据土颗粒的大小可以区分为常水头渗透试验和变水头渗透试验，对于粗粒土常采用常水头渗透试验，细粒土常采用变水头渗透试验。2、本试验采用的纯水，应在试验前用抽气法或煮沸法脱气。试验时的水温宜高于试验室温度34°C3、本试验以水温20oC为标准温度，标准温度下的渗

2、透系数应按下式计算：T卜20=kT(41)20式中k20标准温度时试样白渗透系数(cm/s);“VC时水的动力粘滞系数(kPas);“020°C时水的动力粘滞系数(kPas)。粘滞系数比T%/“0查土工试验方法标准(GB/T50123-1999)表13.1.3。三、试验方法1、常水头渗透试验(1)试验仪器设备本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：常水头渗透仪装置：由金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶组成(图4.1)。金属圆筒内径为10cm,高40cm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。(2)试验步骤 按本标准图4.1装好仪器，量测滤网至筒顶的高度

3、，将调节管和供水管相连。从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。 取具有代表性的风干土样34kg,测定其风干含水率。将风干土样分层装入圆筒内，每层23cm,根据要求的孔隙比，控制试样厚度。当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止细粒流失。每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管34cm,并在试1¥顶面铺2cm砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。 量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土样的质量，计算试样质量。 检查测压管水位，当测压管与溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位齐平。 将调节管提高至

4、溢水孔以上，将供水管放入圆筒内，开止水夹，使水由顶部注入圆筒，降低调节管至试样上部1/3高度处，形成水位差使水渗入试样，经过调节管流出。调节供水管止水夹，使进入圆筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始终有水溢出，保持圆筒内水位不变，试样处于常水头下渗透。 当测压管水位稳定后，测记水位。并计算各测压管之间的水位差。按规定时间记录渗出水量，接取渗出水量时，调节管口不得浸入水中，测量进水和出水处的水温，取平均值。降低调节管至试样的中部和下部1/3处，按本条、款的步骤重复测定渗出水量和水温，当不同水力坡降下测定的数据接近时，结束试验。根据工程需要，改变试样的孔隙比，继续试验。点13.1.3水的动力枯滞系敷.

5、拈滞系数比、温度改正值温度3G动力*潜-察珀片kPa式1。竽M，办口阻度检出值1P郃电外涉不切(kPa5(106)名门片湖阻校1工信IP5.01.5161501LIT8.0&期11373281期81.478L19831.附1.3J31306.01470,4551.21中。I.M7LS341.326.51川勺1.435123551.32E131*1347.01.4281.41412510.0131012?71367.51.407IJW12710.51.2921J793S11.0L.26114020.50.W8。©施J7S1J561.243L.422L0加G2761.S012.0

6、即1靠了1.44J1.5。.阳09W1.BJ12JL2231.；111.4622.00M80.95SJB51101JO61.1P4L4S22.50.9J20.S4J1.BI1.1801.1150二30094。售:1.8914.0卬5L.16a15224.001909101414.51.«01.14S1.5425.0。卿CUB9G1.9815.0J441.13J15$的0.570JW1551.1301.1I£JL3327.0o.史g0.6502.0T16.01.1151.1041加28.00.S41O.$?J2.12161.090*0Q.S23口胤5工1617.01.03S1

7、.0771.6430.00.SM。松22J17.J41.0601例5L007SI2.2518。1WQLW32.06773Q7&?工和1S51.04S1.0381J03J.00.7570.75Q2.34IP.QLW51.025L”0742Q.73J239轧5Le工1OUIJ4装门0727工会20.0L.0L01.000L76（3）、常水头渗透系数应按下式计算:式中ktkTQLAHt(42)水1温为T°C时时试样的渗透系数（cm/s）;飞VC时水的动力粘滞系数（kPas）;Q时间t秒内的渗出水量（cm3）;L两测压管中心间的距离（cm）;A试样的断面积（cm2）;H平均水位差（c

8、m）,平均水位差H可按（Hi+H2）/2公式计算。t时间（s）。图4.1常水头渗透装置1一金属圆筒；2金属孔板；3测压孔；4测压管；5溢水孔；6渗水孔;7调节管；8滑动架；9供水管；10止水夹；11温度计；12砾石层；13一试样；14量杯；15供水瓶(4)、标准温度下的渗透系数应按式(41)计算。(5)、常水头渗透试验的记录格式见表4.1。表4.1常水头渗透试验记录工程编号试验者试样编号计算者试验日期校核者试验次数经过时间测压管水位(cm)水位差水力坡降渗水县里(cm)渗透系数(cm/s)水温(oC)校正系数水温20oC时的渗透系数(cm/s)平均渗透系数(cm/s)InmH1H2平均二-二-

9、(7)=1/2+=/L(11)(12)=%小20(13)=MQ2)(14)2、变水头渗透试验(1)试验仪器设备图4.2变水头港通装置一惨苦容蹲壮一进水管丧心_变水良音zTq水瓶,5揍水源管用推，水管4出走普本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 渗透容器：由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。环刀内径61.8mm,高40mm透水石的渗透系数应大于10-3cm/s 变水头装置；由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成(图4.2)。变水头管的内径应均匀，管径不大于lcm,管外壁应有最小分度为1.0mm的刻度，长度宜为2m左右。 试样制备应按土工t佥方法标准(GB/T50123-1999)第3

10、.1.4条或3.1.6条的规定进行，并应测定试样的含水率和密度。(2)试验步骤 将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不透气。对不易透水的试样，按土工试3方法标准(GB/T50123-1999)第3.2.4条的规定进行抽气饱和；对饱和试样和较易透水的试样，直接用变水头装置的水头进行试样饱和。 将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹。 向变水头管注纯水。使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m,待水位稳定后切断水源

11、，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水滥出时开始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。 将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复56次，当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。(3)变水头渗透系数应按下式计算：aLH1(4-3)二2.3logA&fH2式中A变水头管的断面积(cm2);2.3ln和10g的变换因数；L渗径，即试样高度(cm);tl,t2分别为测读水头的起始和终止时间(S)；H,H_起始和终止水头。(4)、标准温度下渗透系数应按式(4-1)计算。(5)、常水头渗透试验的记录格式见表4.2。表4.2变水头渗透试验记录