双环法注水试验装置渗透系数简易方法

双环法注水试验装置渗透系数简易方法双环法注水试验装置渗透系数简易方法KS-500型试坑双环注水试验装置 双环法测野外渗透系数 一、实验目的和意义 双环法试验是野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数的常用的简易方法，试验的结果更接近实际情况。利用这个试验资料研究区域性水均衡以及水库、灌区、渠道渗漏量等都是十分重要的。 二、实验方法 野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数常用的是试坑法，单环法和双环法。其中双环法的精度zui高。 三、实验原理 在一定的水文地质边界以内，向地表松散岩层进行注水，使渗入的水量达到稳定，即单位时间的渗入水量近似相等时，再利用达西定律的原理求出渗透系数（K）值。 在坑底嵌入两个高约20cm，直径分别为0.25m和0.5m的铁环，试验时同时往内、外铁环内注水，并保持内外环的水柱都保持在同一高度，以0.1m为宜，由于外环渗透场的约束作用使内环的水只能垂向渗入，因而排除了侧向渗流的误差，因此它比试坑法和单环法的精度都高。 图1双环法渗水试验示意图 四、实验仪器 双环、铁锹、尺子、水桶、胶带、橡皮管 五、实验步骤 （1）选择试验场地，zui好在潜水埋藏深度大于5m的地方为好。如果潜水埋深小于2m时，因渗透路径太短，测得的渗透系数不真实，就不要使用渗水试验。 （2）按双环法渗水试验示意图，安装好试验装置。 （3）往内、外铁环内注水，并保持内外环的水柱都保持在同一高度，以0.1m为宜。 （4）按一定的时间间隔观测渗入水量。开始时因渗入量大，观测间隔时间要短，稍后可按一定时间间隔比如每10分钟观测一次，直至单位时间渗入水量达到相对稳定，再延续2～4小时即可结束试验。 六、注意事项 （1）随时保持内外环的水柱都保持在0.1m的同一高度。 （2）向供水瓶注水时，做好水量转换的换算 七、实验成果 （1）野外渗水试验的记录格式见表1。 表1 野外渗水试验记录 工程名称 试验者 工程编号 计算者 试验日期 校核者 试验次数 经过的时间 (s) 渗透流量 m3/min 渗透速度 m/min 渗透系数 m/min 注：A双环内径面积（314cm2） I是水力梯度, （2）计算渗透系数 根据达西定律： k=Q/AI 式中 Q稳定渗流量（m3/min）； K渗透系数（m/min）； A双环内径面积（m2）； Z渗坑内水层厚度（m）； L在试验时间段内，水由试坑底向土层中渗透的深度（m）； Hk水向干土中渗透时，所产生的毛细压力，以水柱高表示（m）； L值可在试验后用手摇钻取样，测定其含水量变化得知。Hk按表2确定。如果当试验层为粗砂或粗砂卵石层，而试坑中水层厚度为10cm时，Hk与Z及L相比则很小I近似等于1，则 K=Q/A=V（渗透速度） 若试验层是粘性土类，可按Hk的实际数值代入公式计算得出I值，再利用 求得渗透系数（K）。 表2. 不同岩性毛细压力Hk表 岩石名称 Hk（m） 岩石名称 Hk（m） 重亚粘土 轻亚粘土 重亚砂土 轻亚砂土 1.0 0.8 0.6 0.4 细粒粘土质砂 粉砂 细砂 中砂 0.3 0.2 0.1 0.05 （3）成果 绘制试坑平面位置图； 计算渗透系数。 为了解在渗水试验过程中渗透流量及渗透速度随时间的变化，绘制渗透流量及渗透速度随的历时曲线水泥土渗透系数试验仪 主要使用于水泥土抗渗性能的试验和抗渗标号的测定。同时也可利用它做建筑材料透气性的测定和质量检查。因此得到了有关生产、施工、设计、教研等部门的广泛使用。 水泥土渗透系数试验仪功能与普通型相同，其主要特点是压力值通过传感器在压力显示仪上显示出来，并能按设定的程序实现自动升压、自动完成试验，减轻工作人员负担。  二、主要技术参数    1、大工作压力：                    2.5Mpa（用户可在2.5Mpa下自由选择）    2、工作方式：                        自动恒压（数显型：自动恒压且自动升压）    3、一次可作试件数：                  3个    4、试模几何尺寸（亦称主模）   试件模腔上口直径：                    70mm 模腔下口直径：                    80mm 高度：                            40mm 5、柱塞泵参数   流  量：                         0.16L/min 6、电动机   功  率：                         120W   电  源：                         380V-50HZ 7、外形尺寸：                       950×500×800mm 8、质    量：                       100KG 三，水泥土渗透试验装置主要技术指标 1， 渗透容器：由渗透试模，透水石和滤纸组成。 2， 压力源：供气泵应能使水压按规定要求稳定的作用在时间上。 3， 压力表：量程应为（0-2.5MPa）_ 4， 渗透试模：应采用金属试模，上口内径应为70mm,下口内径应为80mm.高度应为40mm, 试模上部侧面有出水孔。 5， 密封材料：可采用水泥加黄油密封材料。 6， 透水石：直径为75-80mm ,厚度为4mm,且渗透系数应大于10cm/S 7， 滴定管：分度值不大于0.1mL 8， 滤纸：直径为70mm.  四、主要工作原理及其结构 水泥土渗透仪是利用密封容器内压力处处相等的原理（水位差忽略不计），以水泵对整个系统输压，并通过电接点压力表或压力控制器控制加压压力的大小来实现压力水由下向上渗透压装在试模中的试件，从而测定试件抗渗性能和计算其抗渗标号的仪器。 主要由箱体、工作台、供压系统、操作台等组成。 1、箱体。 由各种型钢焊接而成，主要用于安装和联接各个部件。其上部安装有工作台，内部安装有供压系统及电器箱，前部安装有操作台。 2、工作台。 由不锈钢面板制成，并安装有12个模座，用于安装试模之用。 3、供压系统。 由电动机、动力箱、水泵、水包、安全阀、管道等组成。电动机用于向系统提供动力源；动力箱用于将电动机所提供的动力源转化成往返运动的动力并提供给水泵；水泵用以向整个系统提供水压；水包用以稳定供应系统的水压、并起水压源的分流作用；安全阀安装在水包*，安全阀的作用是确保系统压力不大于压力表大量程。 4、操作台。主要由电器控制和控制阀组成。  （1） 控制阀。 其开启与关闭与一般阀门相同，即顺时针旋转为关闭，逆时针旋转为开启。每个阀相对应控制一个试模。  （2）电器控制部分：由组合开关和1只与压力传感器相连接的控制器所组成。组合开关控制抗渗仪电源，0”位为关，1”位为开；控制器用于控制供压系统的压力保持在你需要的范围，当压力指针达到上*，水泵停止工作，由于试件渗透等原因，致使水压下降，指针逆时针转动，离开上限位置，直至到达下限位，水泵重新启动，水压上升到上限位。关于控制器的设定详见附录