雙環(huán)滲水試驗

(完好word版)雙環(huán)滲水試驗(完好word版)雙環(huán)滲水試驗(完好word版)雙環(huán)滲水試驗雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)雙環(huán)滲水試驗作業(yè)指導(dǎo)地下水勘查項目部二〇一四年九月1雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)目錄一、實驗?zāi)康暮鸵饬x.1二、實驗原理1三、實驗儀器1四、實驗步驟11、確立試點,開挖試坑。12、壓入雙環(huán)、鋪礫、立標23、定水頭灌水、觀察記錄24、浸透速度穩(wěn)固，達成試驗25、精度要求3五、數(shù)據(jù)辦理的方法.31、垂向一維滲流原理32、包氣帶垂向浸透系數(shù)K的求法.4六、數(shù)據(jù)辦理剖析.7七、試坑滲水試驗的成就資料包含以下內(nèi)容7八、總結(jié)72雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)一、實驗?zāi)康暮鸵饬x雙環(huán)法試驗是野外測定包氣帶非飽和松懈巖層的浸透系數(shù)的常用的簡略方法，試驗的結(jié)果更靠近實質(zhì)狀況。利用這個試驗，主要為研究地區(qū)性水平衡、水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量、山前地域地表水浸透量等進行的。二、實驗原理在必定的水文地質(zhì)界限之內(nèi)，向地表松懈巖層進行灌水，使浸透的水量達到穩(wěn)固，即單位時間的浸透水量近似相等時，再利用達西定律的原理求出浸透系數(shù)（K）值。三、實驗儀器滲水雙環(huán)（兩個高約50cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)）、兩套帶有刻度的供水桶、膠帶、橡皮管,止水夾、鐵鍬、尺子、及若干要填在試環(huán)底部的小礫石。圖3-1雙環(huán)試驗剖面表示圖照片3-1雙環(huán)試驗野外表示圖四、實驗步驟1、確立試點,開挖試坑。確立試點有三個原則：○1是代表性。試點處的包氣帶巖層要能代表試區(qū)相當大范圍內(nèi)包氣帶巖層的狀況；○2是一致性，試點處包氣帶巖層的選擇應(yīng)與大1雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)目標一致，如本次實例是為了選擇人工回灌點，所以選擇包氣帶巖層浸透性能較好的部位進行試驗?！?選擇試驗場所，最幸虧潛水埋藏深度大于5m的地方為好。假如潛水埋深小于2m時，因浸透路徑很短，測得的浸透系數(shù)不真切，就不要使用滲水試驗。試坑開挖：鏟去表土，露出目標層，試坑深度應(yīng)大于，試坑面積×1.0m左右，以除去包氣帶表層植被根系對試驗的影響2、壓入雙環(huán)、鋪礫、立標將雙環(huán)齊心壓入試坑底部中央，原則上壓入0.8-1cm即可，實質(zhì)中，將雙環(huán)壓入試層3-8cm。鋪礫的目的是防備灌水時將環(huán)底的沙層沖起，試驗中實質(zhì)鋪礫3-4cm。立標的目的在于，定水頭灌水時，控制環(huán)底水層厚度，一般控制在10cm，需要說明的一點是，此地方言的“水層厚度”是包含環(huán)底鋪礫厚度在內(nèi)的。3、定水頭灌水、觀察記錄以環(huán)底水標為準，保持標頭恰好淹在水中，內(nèi)外環(huán)同時定水頭灌水（隨時保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在10cm的同一高度。這樣即可以為，內(nèi)外環(huán)之間浸透的水主要耗費在側(cè)向擴散上，內(nèi)環(huán)浸透的水主要耗費在垂向浸透上，為準垂向一維滲流）。同時從供水桶觀察注入水量。記錄的時間，開始時因浸透量大，觀察間隔時間要短，稍后可按一準時間間隔比方每10分鐘觀察一次。4、浸透速度穩(wěn)固，達成試驗試驗記錄的過程中，繪制出滲速時間v-t曲線，當試驗時間（一般為30分鐘）曲線保持在一個不大的區(qū)間，再持續(xù)一段時間，如2-3h，即可結(jié)束試驗。2雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)圖4-1滲流速度隨時間變化曲線圖5、精度要求○1流量觀察精度應(yīng)達到○2開始的5次流量觀察間隔5min，此后每隔20min觀察一次?！?連續(xù)兩次觀察流量之差不大于5%，即可結(jié)束試驗，取最后一次注入流量作為計算值五、試驗數(shù)據(jù)辦理的方法圖5-1垂向一維滲流剖面表示圖1、垂向一維滲流原理雙環(huán)滲水試驗主假如利用內(nèi)環(huán)滲水模擬垂向一維滲流來求取試層垂向浸透系數(shù)的。垂向一維滲流的簡單模式如圖5所示。滲水下限稱為潤濕鋒面，關(guān)于2—a，潤濕鋒面未達到地下水面，其以下的巖層還是非飽和的，潤濕鋒面以上的壓力水頭近似等于毛細上漲高度Hc3雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)的二分之一；關(guān)于圖2—b，因為潤濕鋒面已與地下水面交在一同，故其上不存在壓力水頭。假如保持環(huán)內(nèi)的水層厚度Hs為常數(shù)，依據(jù)達西定律，對應(yīng)于圖2—a和圖2—b的滲水內(nèi)環(huán)底部的垂向入滲速度(v)可分別用式[5-1]、[5-2]表示：v=k(HSC+Lw)Lw[5-1]v=k(HS+Lw)[5-2]w式中：V—內(nèi)環(huán)底部的入滲速度。K—浸透系數(shù)。Hs—滲水環(huán)中的水層厚度。Hc—毛細上漲高度，水向干土中浸透時，所產(chǎn)生的毛細壓力，以水柱高度表示。Lw—潤濕帶深度，在試驗時間段內(nèi)，水由試坑底向土層中浸透的深度。Lw值可在試驗后用手搖鉆、洛陽鏟、鐵鍬獲取，測定其含水量變化得悉。Hc按表5-1確立。假如當試驗層為粗砂或粗砂卵石層，而試坑中水層厚度為10cm時，Hc與Hs及Lw對比則很小，水力梯度近似等于1，則K=Q/A=V。若試驗層是粘性土類，可按HC的實質(zhì)數(shù)值代入公式計算得出水力梯度I值，再利用V=KI求得浸透系數(shù)（K）。表5-1不一樣巖性毛細壓力Hc表巖石名稱Hc(m)巖石名稱Hc（m）重亞黏土≈細粒黏土質(zhì)砂輕亞黏土粉砂重亞砂土細砂輕亞砂土中砂2、包氣帶垂向浸透系數(shù)k的求法往常采納兩種方法，浸透速度近似法和公式法。4雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)○1入滲速度近似法當滲水試驗持續(xù)時間較長，v值趨于穩(wěn)固，則由[5-1]式可得：≈V[5-3]v=

VAt[5-4]式中：V—為滲水體積，A—為滲環(huán)橫截面積，—為入滲時間○2公式法對圖5-1所示的垂向一維滲流，有下述微分方程：dL=kC+LwdtLw[5-5]C={HSCHS[5-6]式中：μ—給水度。Lw—t時(從灌水開始算起)濕鋒面的深度(從滲水環(huán)底面算起)。在滲水試驗過程中，因為用調(diào)理灌水量的方法來保持試坑內(nèi)水層厚度HS為定值，即C為定值。積分[5-5]式，結(jié)果得：Ktμ=C[LCw-ln(1+LCw)][5-7]取兩次觀察時間ti和tj，相應(yīng)有ti、tj時刻潤濕鋒面抵達的深度、5雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)和ti、tj時刻灌水體積Vi、Vj。假如令bi=LwiC[5-8]結(jié)果有bi-ln(1+bi)=ti(bj-ln(1+bj))tj[5-9]又因為ν=μAL，μ=Vi=VjwALwiALwj[5-10]令aij=vi，則由(8)式可得：jLwi=viLwj=aijLwjvj[5-11]聯(lián)立[5-8]式、[5-11]式可得：bj=Lwj=Lwi=biCCaijaij[5-12]將[5-12]式帶人[5-9]式，消去bj，最后得：(1-ti)bi=ln(1+b)-tiln(1+bi)tjaijitjaij[5-13]最后得浸透系數(shù)k的求解公式：k=μC[bi-ln(1+bi)]=vi[bi-ln(1+bi)]tiAtibi[5-14]6雙環(huán)滲水試驗技術(shù)培訓(xùn)由此看出，借助[5-14]式，只要確立滲水內(nèi)環(huán)的橫截面積A，時間ti及相應(yīng)的滲水體積Vi系數(shù)bi的值，即可求得浸透系數(shù)k值。六、數(shù)據(jù)辦理剖析雙環(huán)滲水試驗簡易易行，但不論借助公式法還是入滲速度近似法，所求得的浸透系數(shù)k均為一近似值，有時偏差還很大。近似法所求數(shù)值較公式法偏大的直接原由在于概化為1的系數(shù)HSCw實質(zhì)+0.5H+Lw/L上是大于1的。對數(shù)據(jù)辦理結(jié)果偏差的原由商討可得。除了人為的隨機性要素之外，主要有以下三個。①包氣帶巖層實質(zhì)浸透系數(shù)是非均質(zhì)的，比如，在剖面中存在一層很單薄的透水或不透水巖層，便可能會使浸透的水流產(chǎn)生比較大的橫向擴散。進而影響所獲取的浸透系數(shù)的精準度。②因為雙環(huán)試驗所用的滲水環(huán)橫截面積很小，側(cè)向浸透不可以完好除去，而求解原理是成立在無側(cè)滲垂向一維滲流的基礎(chǔ)上的，由此產(chǎn)生計算偏差是不言而喻的。③在非飽和巖層浸透的水中包裹空氣。浸透系數(shù)比完好飽和時要小。七、試坑滲水試驗的成就資料包含以下內(nèi)容1）試坑平面地點圖2）水文地質(zhì)剖面圖與試驗安裝表示圖3）浸透速度歷時曲線圖4）浸透系數(shù)的計算5）原始記錄表格等八、總結(jié)因為經(jīng)濟成本低且簡易易行，在包氣帶巖層參數(shù)的求取中，雙環(huán)滲水試驗擁有重要的適用價值，但要謹慎對待試驗數(shù)據(jù)收集和辦理，在收集中盡量防止人為偏差，在辦理中力爭減小概化偏差。因為鑒于垂向一維滲流，在公式法求