实验四 渗透试验 - 云南农业大学.

实验四 渗透试验
一、概述
水从土孔隙中透过的现象称为渗透。

根据砂土的试验，得到如下渗透规律：
Ki V =
或 A i K Q ⋅⋅=
式中：
V ——渗透流速(cm/s)
Q ——渗透流量。

若在时段t 内渗过的水量为△，则
t
V
Q =
（cm³/s ） A ——渗透总面积（cm²）
i ——水力坡降，若土样厚度为L 水头为h ，则
L
h
i =
； K ——渗透系数。

可表示为：
t
h A L
V K ⋅⋅⋅=
（1） 渗透系数K 在工程上应用甚广。

在计算土工建筑物和地基的渗透量以及固结计算等都需要渗透系数值。

因此它是土工试验的基本项目之一。

在室内测定的渗透系数的仪器、方法很多。

但根据其原理大致可分为常水头与变水头两种。

常水头试验就是在整个试验过程中保持水头不变，它适用于透水性大有砂性土。

变水头试验就是在整个试验过程中随时间而变化，它适用于透水
性小的粘性土。

二、常水头试验
常水头试验装置如下图所示，按下列步骤进行：
（1）取烘干土600克，分层装入渗透仪的试验筒内。

每层2—3厘米，并加水捣实，
最后使土样表面与筒顶齐平，称剩余的土重W 1(克)，则装入筒内的土重W 为：
W=(600-W 1) （2）在土样表面放一透水石并加顶
盖，拧紧螺栓，使其紧密结合以免漏水。

（3）将渗透仪底座上的进水口与供水系统的进水管相接。

（4）关管夹3、4、5，开管夹1、2向供水瓶内水充满而排气管有水溢出时，即关管1、2，开管夹3、4；当底座排气咀出水而不带气泡时，即关管夹4，开管夹5。

使水由下而上饱和土样；当项盖出水口流出的水已至清晰，此时即认为土样已经完全饱和并可开始量测。

（5）开动秒表，并将量筒放在出水口下面，经一定时间t 以后，移开量筒，立即用温度计测定水温T 并量出筒内的水量V ，如此重得两次。

1.管夹2
2.排水管
3.供水瓶
4.管夹
5.管夹1
6.小测压管
7.小测压管8.上盖9.出水管10.排气管夹11.下游12.进水管夹3
接水源
（6）将上述测定的t 、v 、h 、L 等值代入(1)式即可求得渗透系数K 值。

应该指出，上述渗透系数K 值是在某一水温T 下求得的。

同一种土，在不同的温度下，由于水的动力粘滞系数的不同而可以得到不同的渗透数值。

工程上常用10℃时的渗透系数K 10作为标准值。

在某一温度T 下所求得的渗透系数K T 按下列近似公式进行换算：
T
K K T
09.007.010+=
三、变水头试验
变水头试验装置如下图所示：按下列步骤测定浸透系数值 （1）按工程的需要，取原状土或制备成所需状态的扰动土样整平其两端，并将其上端修削成比环刀内径略大截头土堆，再将切土环刀刃口放在土样上端表面。

先用两手轻轻下
压环刀，再用削土刀削切土样，边压边削直至土样上端突出环刀为止。

然后将土样上下两端修削齐平，在切削土样时要防止住复涂刮，以免扰动土样或造成土样与环刀接触不密而渗水。

（2）将切削好的土样（连环刀）推入渗透仪的套筒中，加上透水石和顶盖，拧紧螺栓，使其紧密结合，以免漏水。

（3）将渗透仪底座上的进水口与测压管相连接。

（4）接上水源，打开管夹1、2、3，一方面向测压管充水，另
1.供水瓶
2.管夹
3.管夹2
4.出水管
5.上盖
6.进水管
7.排水管管夹
8.下盖
9.进水口管夹3
10.侧压管
接水源
进水
一方面排除底座空气，当底座排气咀出水而不带气泡时，立即关好管夹1、3，并打开管夹4，使水由下而上饱和土样，在土样饱和期间，应随时检查仪器各部分有无漏水现象。

如有漏水则应重装，当出水门流出的水不带气泡并清晰时，可开始量测。

（5）开动秒表，记下开始的时间t 1，及测压管水位的相应读数h l ，经过一段时间后，测记时间t 2及测压管水位的相应读数h 2，并量测出水口的水温T ，如此重复三次。

（6）将量测到的t 1、t 2、h l 、t 2及上样高度L ，浏压管面积a 等代入下式求得某一温度下的渗透系数值。

2
112log )(3
2h h t t A L
a K t -∙∙=
式中：A ——土样面积 温度修正为：T
K K T
02.007.010+=
四、试验成果
土样说明 土样高度 Cm
土样面积 Cm 2 测压管面积 Cm 2
10 cm/s。