一種快速了解巖土體滲水特性的試驗(yàn)方法

Word文檔一種快速了解巖土體滲水特性的試驗(yàn)方法工程地質(zhì)勘察中，常常需要了解巖土體的滲水特性。不僅要了解地下水面以下巖土體的滲透特性，而且對(duì)地下水面以上巖土體的滲透性往往也賜予同樣的重視。前者一般采納抽水或壓水試驗(yàn)去解決，后者常采納滲水、注水或壓水等試驗(yàn)來(lái)完成。

如在水庫(kù)選址過(guò)程中，需要測(cè)試庫(kù)區(qū)周邊巖土體的滲水特性，為庫(kù)區(qū)選址供應(yīng)參考依據(jù)。假如滲水性很強(qiáng)，需要采納工程技術(shù)手段進(jìn)行止水。止水工程結(jié)束后，也要檢測(cè)止水工程的有效性。

水工建筑物修建以后，往往使環(huán)境水文地質(zhì)條件發(fā)生猛烈的變化，尤其是在高壓水頭作用下，不論位于地下水面以上或在其下的裂隙巖體，其滲透性能必定受到較大的影響，因此，只有采納原位模擬性的壓水試驗(yàn)才能獲得較滿足的結(jié)果。

目前，國(guó)外采納較多的原位巖土滲透性測(cè)試方法就是劉讓試驗(yàn)或者呂榮試驗(yàn)，在中國(guó)通常稱之為鉆孔壓水試驗(yàn)。

呂榮試驗(yàn)方法是1933年法國(guó)工程師呂榮（M.Lugeon）首先提出的，目前已為大多數(shù)國(guó)家所采納。其主要特點(diǎn)是：

采納多級(jí)壓力、多階段循環(huán)的試驗(yàn)方法。

試驗(yàn)壓力較大，最大壓力通常為1MPa。

每階段的試驗(yàn)時(shí)間較短，一般為10min左右。

用呂榮值（lu）作為巖體透水率的單位。

01、鉆孔壓水試驗(yàn)

基本原理

鉆孔壓水試驗(yàn)是測(cè)定裂隙巖體的單位吸水量，并以其換算求出滲透系數(shù)，用以說(shuō)明裂隙巖體的透水性和裂隙性及其隨深度的變化狀況，為論證壩基和庫(kù)區(qū)巖體的完整性和透水程度，以及制定防滲措施和基礎(chǔ)處理方案等供應(yīng)重要依據(jù)。

壓水試驗(yàn)是借助于特地的止水栓塞與孔壁密貼，把肯定長(zhǎng)度的試驗(yàn)段隔離開(kāi)來(lái)，然后通過(guò)水泵用肯定水頭壓力的水壓入試驗(yàn)段內(nèi)，使之從孔壁的裂隙向四周的巖體內(nèi)滲透，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其滲透水量最終趨向于一個(gè)穩(wěn)定值Q，即可按下式計(jì)算單位吸水量()：

=Q/(sL)

s：壓力水頭高度(m)，L：試驗(yàn)段的長(zhǎng)度(m)

壓水試驗(yàn)中，用"劉讓'單位(Lugeonunit)來(lái)表示巖石的滲透性，該試驗(yàn)也是以5m為一試驗(yàn)段，以10個(gè)大氣壓的壓力值進(jìn)行不少于10分鐘的試驗(yàn)(只采納一個(gè)壓力階段)并按下式計(jì)算"劉讓'(Lu)值，1Lu=0.01。

Lu=pQ／L

p：壓水試驗(yàn)時(shí)所采納的壓力(MN／m2)，Q：流量(L／min)，L：試驗(yàn)段的長(zhǎng)度(m)

高于30m的壩，其壩基巖體的透水性不應(yīng)超過(guò)一個(gè)"劉讓'單位，而低于30m的壩，則對(duì)壩基巖體透水性的要求可達(dá)3個(gè)"劉讓'單位。也可依據(jù)下式求滲透系數(shù)(k)：

1"Lu'=10-5cm／s

02、鉆孔壓水試驗(yàn)

試驗(yàn)系統(tǒng)

鉆孔壓水試驗(yàn)設(shè)備主要由壓水系統(tǒng)，量測(cè)系統(tǒng)和止水系統(tǒng)三部分組成。

壓水系統(tǒng)包括水箱、水位計(jì)和水泵；

量測(cè)系統(tǒng)包括壓力表和流量計(jì)；

止水系統(tǒng)包括止水栓塞或氣泵等。

在鉆孔中，目標(biāo)測(cè)試地層內(nèi)用封堵器進(jìn)行分隔（圖中黑色部分），然后向該分隔區(qū)段施加10巴（150psi）的恒定壓力，通過(guò)測(cè)試該區(qū)段中水的體積變化來(lái)計(jì)算該地層的滲透率。水的體積變化可以從地面上的水位計(jì)中讀出。時(shí)間通過(guò)秒表計(jì)時(shí)。

鉆孔壓水試驗(yàn)的用途：