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1、试验一、粗 粒 土 渗 透 试 验（一）概述渗透试验的目的是测定土的渗透系数。室内试验可根据不同土质情况选用不同仪器和试验方法，详见土工试验规程SL2371999。本试验主要介绍用 70 型渗透仪在常水头条件下测定粗粒土的渗透系数的方法。（二）试验原理在实验室内测定土的渗透系数方法很多。根据其原理，可分为常水头和变水头两种。前者适用于透水性大（k103cm/s）的粗粒土，例如砾石和砂土。后者适用于透水性小（k103cm/s）的细粒土，例如粉土和粘土。常水头的意义就是在整个试验过程中保持水头为常数。如图 11 所示，L 为试样厚度，A 为试样截面积，h 为常水头渗透仪中试样的上下水位差，这三者可
2、在试验前直接测定。试验时用量水杯和秒表测出某时间间隔 t 内流过土样的总水量 Q，即可根据达西定律求出渗透系数 k。因为 AtLAkkiAtqtQ（ 11，a）所以 （ 11，b） AhtQLk 式中 k渗透系数，cm/s；A试样截面积，cm2；L渗径（即试样高度） ，cm；Qt 秒时间内总渗透水量，cm3；h常水头，cm。1仪器设备如图 12 所示 70 型渗透仪，其中包括装样筒、测压板、供水瓶及量筒等。另外有：木锤、秒表、天平等。2操作步骤（1）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土试样 34kg，称量准确至 1.0g，并测定试样的风
3、干含水率。（3）将试样分层装入仪器，每层厚 23cm，用木锤轻轻击实，使达到一定厚度，以控制其孔隙比。每层试样装好后，微开止水夹，使试样逐渐饱和，至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。（4）依上述步骤逐层装样，并进行饱和，直至试样高出上测压孔 34cm 为止，在试样上端铺约图 11 常水头试验装置示意图图 12 70 型渗透仪2cm 厚的砾石作缓冲层，等最后一层试样饱和，水从溢水孔流出为止，关止水夹。（5）试样装好后量测试样顶面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1.0g，计算装入试样的总质量。（6）静置数分钟后，检查各测压管水位是否与溢水孔齐
4、平，如不齐平，说明试样中或测压管接头处有集气阻隔，可用吸水球对准水位低的测压管口进行吸水排气。提高调节管使其高于溢水孔，然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于装样筒内，开止水夹，使水由上部注入筒内。（7）降低调节管口，使其位于试样上部三分之一处，造成水位差，水即渗过试样，经调节管流出。在渗透过程中，使供水管流量略多于渗出水量，溢水孔始终有水溢出，以保持常水位。（8）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。开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复一次，接取渗透水量时，调节管口不可没入水中。（9）测记进水与出水处的水温，取平均值（水温宜高于室温 34）（10）降低调
5、节管口至样中部及下部三分之一处，以改变水力坡降，按（7）（9）步骤重复进行测定。3计算及记录（1）按下式计算试样的干密度（）及孔隙比（e）：d（ 12） wWWAhW 01. 01ss d（ 13）1dswGe式中试样干质量，g；sWA试样断面积，cm2；风干试样总质量，g；Wh试样高度，cm；w风干含水率，%；e试样孔隙比；试样干密度，g/cm3；d土粒比重。sG（2）按下式计算渗透系数及 k20Tk（ 14） AHtQLk T（ 15）20T T20kk式中 L两测压孔中心间距离，10cm；H平均水位差，cm； 221HH t时间，s；、水温 T、20时试样的渗透系数，cm/s；Tk20k
6、 、T、20时水的动力粘滞系数，kPas（10-6） ；T20比值与温度的关系，见表 11。20/T表 11 水的动力粘滞系数比20T/温度 ()20T/温度 ()20T/温度 ()20T/温度 ()20T/5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.01.501 1.478 1.455 1.435 1.414 1.393 1.373 1.353 1.334 1.315 1.297 1.279 1.26111.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.51
7、.243 1.227 1.211 1.194 1.176 1.168 1.148 1.133 1.119 1.104 1.090 1.077 1.06618.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 24.0 25.01.050 1.038 1.025 1.012 1.000 0.988 0.976 0.964 0.958 0.943 0.932 0.910 0.89026.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.00.870 0.850 0.833 0.815 0.798 0.78
8、1 0.765 0.750 0.735 0.720（3）在测得的结果中取 34 个允许误差范围以内的数值，求其平均值作为试样在该孔隙比 e 时的渗透系数。所谓允许误差范围是当 k20=A10n时，A 值最大与最小差值不大于 2。（4）记录本试验记录格式如下：常水头渗透试验记录班组 姓名 试验日期 测压管 水位 (cm)水位差(cm)经过 时间 (s) h1h2平均水力 坡降渗水 量 (cm3)渗透 系数 (cm/s)水温 ()校正 系数20T水温 20时 的渗透系数 (cm/s)平均 渗透 系数 (cm/s)试 验 次 数(1) (2)(3)(4)(5)=(2)(3)(6)=(3)(4)(7)=2)6()5(8)=L)7(9)(10)=) 1 ()8( )9( A(11) (12) (13)=(10)(12) (14)
