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70型常水头渗透装置试验过程展示

点击次数:682 发布时间:2018/3/29
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常水头渗透试验是指运用常水头渗透装置在测出渗流量,不同点的水头高度,从而计算出渗流速度和水力梯度,从而计算出渗透系数。试验中相同水力梯度下,接取渗透水两次(接取时间相同),两次接水量间的差值不可以过大。 而且试验时的水温宜高于试验室温度3~4°C。

中文名
    常水头渗透试验
外文名
    constant head permeability test

测试渗透系数
水    温
    3~4°C

常水头渗透装置

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。 [1]
原理

常水头渗透试验原理就是在试验装置中测出渗流量,不同点的水头高度,从而计算出渗流速度和水力梯度,代入以下式计算出渗透系数。
由于土的渗透系数变化范围很大,自大于10-1cm/s到小于10-7cm/s,故实验室内常用两种不同的试验装置进行试验:常水头试验装置用来测定渗透系数k比较大的无凝聚性土的渗透系数。
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3~4°C。 [1]
试验仪器

金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶金属圆筒内径为10cm,高40cm。当使用其他尺寸的圆筒时,圆筒内径应大于试样 zui大粒径的10 倍。
1、常水头渗透仪测定粘质土在常水头下渗透试验的渗透系数。主要由上盖,底座,套座,环刀,透水石,螺杆等组成,该仪器与在压紧方式上改成中间螺旋杆旋压,并对同类型仪器不足之处做了适当改进,操作使用更为简便。
2、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)。
3、常水头装置;由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成。变水头管的内径应均匀,管径不大于lcm,管外壁应有zui小分度为1.0mm 的刻度,长度宜为2m 左右。 [1]
操作步骤

1.装好仪器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2500g,称量准确至1.0g。
3.将试样分层装入圆筒,每层厚2-3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制其孔隙比。
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.依上述步骤逐层装试样,至试样高出上测压孔3-4cm止。在试样上端放置金属孔板作缓冲层,待zui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1g,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。如不齐平,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,使位于试样上部1/3处,造成水位差。水即渗过试样,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,调节管口不可没入水中。
12.降低调节管管口至试样中部及下部处,以改变水力坡降。按10和11规定重复进行测定。
注意事项

(1) 常水头试验中,每次测得的水头h1和h2的差值应大于10cm;
(2) 常水头试验过程中,若发现水流过快或出水口有混浊现象,应立即检查有无漏水或试样中是否出现集中渗流,若有,应重新制样试验;
(3) 渗透试验一定要用无气水作试验,否则,试验过程中水中的气泡会在试样内集中,使测得的渗透系数随渗透时间的延长不断减小,产生不允许的试验误差;
(4) 试验过程中,由于渗透力的作用,使土的干密度发生变化,从而使渗透系数发生变化,因此,渗透试验的时间不能太长,水头差不能太大;
(5) 规范规定采用水温20°C或10°C时的渗透系数作为标准渗透系数。


 

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