滲透試驗(2010)

1、實驗四滲透試驗一、試驗目的土具有被水透過的性能稱為土的滲透性。滲透性質(zhì)是土體的重要的工程性質(zhì)，決定土體的強度性質(zhì)和變形、固結(jié)性質(zhì)，滲透問題是土力學的三個重要問題之一，與強度問題、變形問題合成土力學的主要三大問題。滲透試驗主要是測定土體的滲透系數(shù)，滲透系數(shù)的定義是單位水力坡降的滲透流速，常以cm/s作為單位。二、一般規(guī)定1、滲透試驗根據(jù)土顆粒的大小可以區(qū)分為常水頭滲透試驗和變水頭滲透試驗，對于粗粒土常采用常水頭滲透試驗，細粒土常采用變水頭滲透試驗。2、本試驗采用的純水，應在試驗前用抽氣法或煮沸法脫氣。試驗時的水溫宜高于試驗室溫度34°C3、本試驗以水溫20oC為標準溫度，標準溫度下的滲

2、透系數(shù)應按下式計算：T卜20=kT(41)20式中k20標準溫度時試樣白滲透系數(shù)(cm/s);“VC時水的動力粘滯系數(shù)(kPas);“020°C時水的動力粘滯系數(shù)(kPas)。粘滯系數(shù)比T%/“0查土工試驗方法標準(GB/T50123-1999)表13.1.3。三、試驗方法1、常水頭滲透試驗(1)試驗儀器設備本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規(guī)定：常水頭滲透儀裝置：由金屬封底圓筒、金屬孔板、濾網(wǎng)、測壓管和供水瓶組成(圖4.1)。金屬圓筒內(nèi)徑為10cm,高40cm當使用其他尺寸的圓筒時，圓筒內(nèi)徑應大于試樣最大粒徑的10倍。(2)試驗步驟 按本標準圖4.1裝好儀器，量測濾網(wǎng)至筒頂?shù)母叨?/p>

3、，將調(diào)節(jié)管和供水管相連。從滲水孔向圓筒充水至高出濾網(wǎng)頂面。 取具有代表性的風干土樣34kg,測定其風干含水率。將風干土樣分層裝入圓筒內(nèi)，每層23cm,根據(jù)要求的孔隙比，控制試樣厚度。當試樣中含粘粒時，應在濾網(wǎng)上鋪2cm厚的粗砂作為過濾層，防止細粒流失。每層試樣裝完后從滲水孔向圓筒充水至試樣頂面，最后一層試樣應高出測壓管34cm,并在試1¥頂面鋪2cm礫石作為緩沖層。當水面高出試樣頂面時，應繼續(xù)充水至溢水孔有水溢出。 量試樣頂面至筒頂高度，計算試樣高度，稱剩余土樣的質(zhì)量，計算試樣質(zhì)量。 檢查測壓管水位，當測壓管與溢水孔水位不平時，用吸球調(diào)整測壓管水位，直至兩者水位齊平。 將調(diào)節(jié)管提高至

4、溢水孔以上，將供水管放入圓筒內(nèi)，開止水夾，使水由頂部注入圓筒，降低調(diào)節(jié)管至試樣上部1/3高度處，形成水位差使水滲入試樣，經(jīng)過調(diào)節(jié)管流出。調(diào)節(jié)供水管止水夾，使進入圓筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始終有水溢出，保持圓筒內(nèi)水位不變，試樣處于常水頭下滲透。 當測壓管水位穩(wěn)定后，測記水位。并計算各測壓管之間的水位差。按規(guī)定時間記錄滲出水量，接取滲出水量時，調(diào)節(jié)管口不得浸入水中，測量進水和出水處的水溫，取平均值。降低調(diào)節(jié)管至試樣的中部和下部1/3處，按本條、款的步驟重復測定滲出水量和水溫，當不同水力坡降下測定的數(shù)據(jù)接近時，結(jié)束試驗。根據(jù)工程需要，改變試樣的孔隙比，繼續(xù)試驗。點13.1.3水的動力枯滯系敷.

5、拈滯系數(shù)比、溫度改正值溫度3G動力*潛-察珀片kPa式1。竽M，辦口阻度檢出值1P郃電外涉不切(kPa5(106)名門片湖阻校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。.陽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軋5Le工1OUIJ4裝門0727工會20.0L.0L01.000L76（3）、常水頭滲透系數(shù)應按下式計算:式中ktkTQLAHt(42)水1溫為T°C時時試樣的滲透系數(shù)（cm/s）;飛VC時水的動力粘滯系數(shù)（kPas）;Q時間t秒內(nèi)的滲出水量（cm3）;L兩測壓管中心間的距離（cm）;A試樣的斷面積（cm2）;H平均水位差（c

8、m）,平均水位差H可按（Hi+H2）/2公式計算。t時間（s）。圖4.1常水頭滲透裝置1一金屬圓筒；2金屬孔板；3測壓孔；4測壓管；5溢水孔；6滲水孔;7調(diào)節(jié)管；8滑動架；9供水管；10止水夾；11溫度計；12礫石層；13一試樣；14量杯；15供水瓶(4)、標準溫度下的滲透系數(shù)應按式(41)計算。(5)、常水頭滲透試驗的記錄格式見表4.1。表4.1常水頭滲透試驗記錄工程編號試驗者試樣編號計算者試驗日期校核者試驗次數(shù)經(jīng)過時間測壓管水位(cm)水位差水力坡降滲水縣里(cm)滲透系數(shù)(cm/s)水溫(oC)校正系數(shù)水溫20oC時的滲透系數(shù)(cm/s)平均滲透系數(shù)(cm/s)InmH1H2平均二-二-

9、(7)=1/2+=/L(11)(12)=%小20(13)=MQ2)(14)2、變水頭滲透試驗(1)試驗儀器設備圖4.2變水頭港通裝置一慘苦容蹲壯一進水管喪心_變水良音zTq水瓶,5揍水源管用推，水管4出走普本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規(guī)定： 滲透容器：由環(huán)刀、透水石、套環(huán)、上蓋和下蓋組成。環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm,高40mm透水石的滲透系數(shù)應大于10-3cm/s 變水頭裝置；由滲透容器、變水頭管、供水瓶、進水管等組成(圖4.2)。變水頭管的內(nèi)徑應均勻，管徑不大于lcm,管外壁應有最小分度為1.0mm的刻度，長度宜為2m左右。 試樣制備應按土工t僉方法標準(GB/T50123-1999)第3

10、.1.4條或3.1.6條的規(guī)定進行，并應測定試樣的含水率和密度。(2)試驗步驟 將裝有試樣的環(huán)刀裝入滲透容器，用螺母旋緊，要求密封至不漏水不透氣。對不易透水的試樣，按土工試3方法標準(GB/T50123-1999)第3.2.4條的規(guī)定進行抽氣飽和；對飽和試樣和較易透水的試樣，直接用變水頭裝置的水頭進行試樣飽和。 將滲透容器的進水口與變水頭管連接，利用供水瓶中的純水向進水管注滿水，并滲入滲透容器，開排氣閥，排除滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無氣泡，關(guān)排水閥，放平滲透容器，關(guān)進水管夾。 向變水頭管注純水。使水升至預定高度，水頭高度根據(jù)試樣結(jié)構(gòu)的疏松程度確定，一般不應大于2m,待水位穩(wěn)定后切斷水源

11、，開進水管夾，使水通過試樣，當出水口有水濫出時開始測記變水頭管中起始水頭高度和起始時間，按預定時間間隔測記水頭和時間的變化，并測記出水口的水溫。 將變水頭管中的水位變換高度，待水位穩(wěn)定再進行測記水頭和時間變化，重復56次，當不同開始水頭下測定的滲透系數(shù)在允許差值范圍內(nèi)時，結(jié)束試驗。(3)變水頭滲透系數(shù)應按下式計算：aLH1(4-3)二2.3logA&fH2式中A變水頭管的斷面積(cm2);2.3ln和10g的變換因數(shù)；L滲徑，即試樣高度(cm);tl,t2分別為測讀水頭的起始和終止時間(S)；H,H_起始和終止水頭。(4)、標準溫度下滲透系數(shù)應按式(4-1)計算。(5)、常水頭滲透試驗的記錄格式見表4.2。表4.2變水頭滲透試驗記錄