地质大水文地质学基础实验实习指导01实验部分-3砂土中水的毛细运动

实验三砂土中水的毛细运动了解包气带中毛细水的赋存与运动特征。1.观测、比较不同粒径砂样的毛细上升速度。2.观测、比较不同粒径砂样的毛细上升高度。3.观测砂柱中毛细水带的运动。4.选做实验:利用提供的实验用品进行人渗实验、观察毛细现象。1.观测砂土中水的毛细上升速度装置(见图I31)。2.观测砂土中饱和毛细水运移的装置(见图I32)。3.底部包铜丝网的玻璃管(长度50cm)3根,管上标有刻度。图I31观测砂土中水的毛细上升速度装置图图I32观测砂土中饱和毛细水运移的装置图实验部分4.砂样:①粗砂(粒径为0.6~0.9mm);②中砂(粒径为0.45~0.6mm);③细砂(粒径为0.25~0.45mm)。5.时钟、秒表。6.底部包铜丝网的长、短有机玻璃管各1根,如图I32所示(长管长20~40cm,短管长5~8cm)。7.量杯(25mL)。8.放大镜。9.卡尺。10.干布。11.水箱(高度大于40cm)。12.内盛颜色水的塑料杯。13.人造砾石和白石英砂(粒径分别为2.0~4.0mm,0.45~0.6mm,0.25~0.45mm)。14.不同长度(5~10cm)的有机玻璃管2~3根。15.直径1~2cm的玻璃珠。16.不同直径的毛细玻璃管3根。1.实验A观测砂土中水的毛细上升速度1)装样。选择一种砂样,均匀密实地装人玻璃管内。2)观测毛细上升速度。将装有试样的玻璃管放人水槽内的透水石上,使玻璃管的下端紧贴水面(见图I31);同时起动秒表,迅速准确地记录对应不同毛细上升高度的时间,观测结果记人实验三A(砂土中水的毛细上升速度实验记录表)。初期每上升1cm记录一次时间;2分钟后每上升0.5cm记录一次时间。也可以记录对应不同时刻的毛细上升高度。总之,初期观测频率应尽可能密,后期适当变疏。注意:进行此步骤时,小组成员应配合好。3)重复上述步骤1)~2),用另外两种不同粒径的试样做实验。4)观察并记录对应试样经过较长时间后毛细上升的结果(由实验指导老师提前准备)。2.实验B毛细饱和带水分运移实验1)测量短管的容积(v1)及长管的长度,记人实验三B(毛细饱和带水分运移实验记录表)中。2)装样。分别把同一种砂样均匀密实地装人长管和短管中,并使砂样与管口平齐(所选砂样不宜过细,其最大毛细上升高度应小于长管长度,毛细饱和带高度应大实验三砂土中水的毛细运动于或等于短管长度)。3)长管饱水。将长管垂直缓慢地浸人颜色水中,饱水后提起。用干布擦干外壁。手持长管使其在重力作用下滴水。4)短管饱水。将短管垂直缓慢地浸人颜色水中,充分饱水后提起。用干布擦干外壁。用放大镜观察此时短管饱水情况及短管是否滴水,并比较长、短管的颜色。5)测定长、短管相接后的给水体积(v2)。待长管停止滴水后(2分钟内不再滴水),将长管下端紧压在短管上端使二者紧密连接,并用量杯盛接滴出的水(见图I32)。滴水停止后,将流出的水体积(v2)记人实验三B(毛细饱和带水分运移实验记录表)中,同时观察短管饱水情况及颜色,对比流出的水与塑料杯中水的颜色是否相同。3.实验C选做实验(必选一个)(1)人渗实验用有机玻璃管,在上下分别装人不同粒径的人造白石英砂和玻璃砾石,构成上粗下细,或上细下粗,或一侧粗一侧细的试样管,然后将颜色水滴人装有试样的有机玻璃管中,观察人渗现象。也可用有颜色的水和无颜色的水以交替的方式滴人试样管中,对比试样管中出现的现象。(2)观察毛细现象将两颗玻璃珠放在桌面上,彼此靠近但不接触,向两颗玻璃珠之间的空隙滴人有颜色的水,观察现象。将3根不同粗细的玻璃管插人水槽(或有颜色的水)中,观察毛细上升高度;也可以提起玻璃管,观测毛细上升高度的变化与弯液面的变化关系。1.提交实验A和实验B的实验报告表,即砂土中水的毛细上升速度实验记录表和毛细饱和带水分运移实验记录表。2.在同一坐标系内分别绘制3种砂样的毛细上升高度(以cm为单位)与时间(以s为单位)的关系曲线(实验三用纸)。3.简述实验C的选做内容,描述观察到的现象。4.思考题1)比较实验A得出的3种砂样的毛细上升高度与时间的关系曲线。指出初期及后期3种砂样的毛细上升速度从大到小的顺序,并分析原因。2)在实验B中,长短管相接后滴出的水相当于原先存在于管中的哪一部分水?(v2/v1)×100%这一数值表征什么?并与实验一的测试结果进行对比分析。3)实验B中,短管饱水后提起为什么不滴水?而与长管相接后为什么又滴水?4)对实验C的选做实验结果进行描述,并分析其原因。裁剪线实验裁剪线实验三砂土中水的毛细运动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!实验三A砂土中水的毛细上升速度实验记录表岩性:;粒径:岩性:;粒径:岩性:;粒径:备注序号计时间s毛细上升高度序号计时间s毛细上升高度序号计时间s毛细上升高度序号计时间s毛细上升高度序号计时间s毛细上升高度序号计时间s毛细上升高度111222333444555666777888999实验日期:;报告人:;号:;组号:;同组成员:!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!裁剪线!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!实验三砂土中水的毛细运动实验三B毛细饱和带水分运移实验记录表项目次数试样粒径mm长管长度cm短管长、短管相接后滴水体积(v2)cm3×100%备注长