土层渗透系数K的经验值
土的渗透试验和渗透系数
土的渗透试验和渗透系数土的渗透试验和渗透系数2010-04-1511:04由达西定律可知土的渗透系数k反映了土的渗透性能是渗流计算用到的必须指标它的大小可通过试验或经验决定试验可在实验室或现场进行而室内测定渗透系数有常水头法和变水头法 1.室内常水头渗透试验常水头渗透试验装置的示意图如图2-4所示与达西渗透试验装置相似。
在圆柱形试验筒内装置土样土的截面积为A即试验筒截面积在整个试验过程中土样上的水头保持不变。
在土图2-4常水头试验装置图2-5变水头试验装置样中选择两点1、2两点的距离为L.分别在两点设置测压管。
试验开始时水自上而下流经土样待渗流稳定后测得在时间t内流过土样的流量为Q并同时读得两测压管的水头差为△h。
则单位时间内渗流量由达西定律从而可求得土样渗透系数2-4 常水头渗透试验适用于测量砂土渗透系数对于粘性土由于渗透系数很小应采用变水头法测量其渗透系数。
2.变水头渗透试验变水头渗透试验装置如图2-5所示。
土样的截面积为A高度为L。
试验筒上设置储水管储水管截面积为a试验开始时储水管水头为h1经过时间t后水头降为h2令在时间dt内水头降低了dh则在dt时间内通过土样的流水量为由达西定律在dt时段内流经试样的渗水量又可表示为由以上两式可得对上式两边取积分并整理后可得可得土渗透系数为2-5 式2-5中的a、L、A为己知试验时只要量测与时刻t1、t2对应的水位h1、h2就可求出渗透系数。
3.现场抽水试验对于粗颗粒土或成层土室内试验时不易取得原状土样或者土样不能反映天然土层的层次或土颗粒排列情况这时从现场试验得到的渗透系数将比室内试验准确。
图2-6为一现场井孔抽水试验示意图。
在试验现场沉入1根抽水井管穿过要测定k值的砂土层并在距井中心不同距离处设置一个或两个观测孔然后自井中以不变的速率连续进行抽水抽水造成井周围的地下水位逐渐下降形成一个以井孔为轴心的降落漏斗状的地下水面。
测定水头差形成的水力梯度使水流向井内。
实验一 土壤渗透性的测定
实验一土壤渗透性的测定目的要求径流对土壤的侵蚀能力主要取决于地表径流量，而透水性强的土壤往往在很大程度上减少地表径流量。
土壤透水性强弱常用渗透率（或渗透系数）表示。
当渗透量达到一个恒定值时的入渗量即为稳渗系数。
通过本次实验，掌握测定土壤渗透性的基本原理和操作方法。
基本原理由图可以看出，在降雨初期一段时间（几分钟）内，土壤渗透速率较高，降雨量全部渗入土壤，此时土壤的渗透速率和降水速率等值，没有地表径流产生。
随着降雨时间延长、土壤含水量增高，渗透速率逐渐降低，当渗透速率小于降水速率时，地表产生径流。
仪器设备环刀(200cm3,h5.2,Φ7.0cm)，量筒(100及50ml)，烧杯(100ml)，漏斗、漏斗架、秒表等。
方法步骤一、在室外用环刀取原状土，带回实验室内，将环刀上、下盖取下，下端换上有网孔且垫有滤纸的底盖并将该端浸入水中，同时注意水面不要超过环刀上沿。
一般砂土浸4～6h，壤土浸8～12h，粘土浸24h。
二、到预定时间将环刀取出，在上端套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水，然后将结合的环刀放在漏斗上，架上漏斗架，漏斗下面承接有烧杯。
三、往上面的空环刀中加水，水层5cm，加水后从漏斗滴下第一滴水时开始计时，以后每隔1，2，3，5，10，……t i……t n min更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短，视渗透快慢而定，注意要保持一定压力梯度)分别量出渗入量Q1，Q2，Q3，Q5……Q n。
每更换一次烧杯要将上面环刀中水面加至原来高度，同时记录水温(℃)。
四、试验一般时间约1h，渗水开始稳定，否则需继续观察到单位时间内渗出水量相等时为止。
结果计算⑴渗出水总量(Q) )1(10)(321)( SQ Q Q Q Q n mm ⨯+++=式中：n Q Q Q Q ,,,321----------每次渗出水量ml ，即cm 3S-----------渗透筒的横断面积cm 210----------由cm 换算成mm 所乖的倍数这样就可算出当地面保持5cm 水层厚度时，在任何时间内渗出水的总量。
淤泥渗透系数经验值
淤泥渗透系数经验值全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：淤泥渗透系数是衡量土壤渗透性能的重要指标之一，它反映了土壤水分在一定时间内从土壤内部向外扩散的能力。
淤泥渗透系数通常用K表示，是一个重要的土壤水文参数，对于河道泥沙运移、地面径流形成和土地利用等方面都有着重要的影响。
淤泥渗透系数通常是通过试验测定得到的，其数值大小直接影响土壤对水分的保持能力和排水性能。
不同类型的土壤具有不同的渗透系数。
一般来说，沙质土壤的渗透系数较大，粘土质土壤的渗透系数较小。
淤泥渗透系数的大小受土壤孔隙度、孔隙连通性、土壤颗粒大小、土壤含水量等因素的影响。
在工程实践中，淤泥渗透系数的准确测定对于地基工程、排水工程、环境工程等领域都具有重要意义。
通过淤泥渗透系数的测定，可以帮助工程设计者合理选择材料、设计排水系统、预测地下水位变化等。
研究淤泥渗透系数的经验值对于解决工程实际问题具有重要意义。
一般来说，淤泥渗透系数的实测数值多是较为稀疏的，因此通过对已有数据的统计分析，得出淤泥渗透系数的经验值是一种常用的方法。
根据国内外相关研究数据，淤泥渗透系数的平均值在0.01 cm/s到10 cm/s之间。
砂壤土、砂土、壤土等砂质土壤的渗透系数较大，通常在1 cm/s以上，而粘土、泥土等粘性土壤的渗透系数较小，常低于0.01 cm/s。
淤泥渗透系数还受土壤湿度、温度等因素的影响。
一般来说，土壤含水量越高，淤泥渗透系数越大；土壤温度越高，淤泥渗透系数也会增加。
在测定淤泥渗透系数时，需要考虑土壤含水量和温度等因素的影响，以便得到更准确的结果。
淤泥渗透系数是土壤渗透性能的重要指标，对于工程实践具有重要功用。
淤泥渗透系数的经验值可以帮助工程设计者更好地理解土壤的水文性质和水文过程，为工程设计和施工提供科学依据。
淤泥渗透系数的研究和应用具有重要的理论意义和实践价值。
希望通过这篇文章的介绍，读者能够对淤泥渗透系数有更深入的了解，并在工程实践中加以应用。
土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—渗透筒法pdf
FHZDZTR0020 土壤 饱和导水率（渗透系数）的测定 渗透筒法F-HZ-DZ-TR-0020土壤—饱和导水率（渗透系数）的测定—渗透筒法1 范围本方法适用于田间土壤饱和导水率（渗透系数）的测定。
2 原理土壤饱和导水率系在单位水压梯度下，通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，又称土壤渗透系数。
本法可在田间进行测定，但易受下层土体性质的影响。
在饱和水分的土壤中，土壤的饱和导水率（渗透系数）是根据达西（H. Darcy ）定律：K =ht S L Q ×××……（1） 式（1）中：K ——饱和导水率（渗透系数），cm/s ；Q ——流量，渗透过一定截面积S （cm 2）的水量，mL ；L ——饱和土层厚度，渗透经过的距离，cm ；S ——渗透筒的横截面积，cm 2；t ——渗透过水量Q 时所需的时间，s ；h ——水层厚度，水头（水位差），cm 。
饱和导水率（渗透系数）与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。
饱和导水率（渗透系数）K 的量纲为cm/s 或mm/min 或cm/h 或m/d 。
从达西定律可以看到，通过某一土层的水量，与其截面积、时间和水层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反比，所以饱和导水率（渗透系数）是土壤所特有的常数。
图1 渗透筒Q =K ×S ×t ×h /L3 仪器3.1 渗透筒（图1）。
3.2 量筒，500mL 。
3.3 烧杯，400mL 。
3.4 漏斗。
3.5 秒表。
3.6 温度计。
4 操作步骤4.1 测定深度：根据土壤发生层次（A 、B 、C ）进行测定，每一层次要重复测定5次。
A 层测定主要用作设计防止土壤侵蚀的措施及制定灌溉制度。
B 层测定用作设计防止土壤侵蚀的措施及预测该层土壤水分可能停滞的情况，鉴定该层的坚实度和碱化度，并可鉴定该层是否适于作临时灌溉和固定灌溉渠槽。
土的透水性
砂土、粉土为透水性土，粘性土为非透水性土各土层渗透系数指标统计表表一透水性：岩土允许水透过的性能，称为透水性。
通常用渗透系数(K)来表示其大小。
渗透系数是与岩土性质和渗透液体的物理性质有关的常数，渗透系数的单位与渗透速度相同，即cm/m，m/h，m/d。
常见岩土的渗透系数K：根据透水性大小可以把岩土分为三类：土的分类：1.土碎石 2.砂土 3.粉土 4.粘土。
3、4为不透水土，1、2为半透水或透水土，要看颗粒间的填充物而定.(1)透水的：砾石、卵石、砂、裂隙或岩溶发育的岩石；(2)半透水的：黄土、粉土、粉质粘土等；(3)不透水的：粘土、泥岩、页岩及裂隙不发育的坚硬岩石。
土的渗透系数参考值一般认为k<10-8m/s的土为相对隔水层（不透水层）。
基岩裂隙水赋存于花岗岩风化层中，花岗岩全风化岩具弱透水性，为相对隔水层，强风化及中等风化岩具中等透水性。
岩体随风化程度的加深，比重略有减小，密度减小，孔隙率、含水量、吸水量都逐渐增大。
风化岩体的透水性取决于裂隙的发育程度及其充填物质，而裂隙的发育程度又与岩性和风化程度有关。
从钻孔压水试验资料分析，同类风化程度的岩体，其透水率q值比较分散。
一般说来，微风化及新鲜岩体为极微透水（q<0.1Lu），个别地段为微透水（0.1≤q<1Lu）；弱风化带从微透水到弱透水（1≤q<10Lu）为主，局部可出现较严重的集中渗漏带，变化范围很大；强风化带多为弱透水或中等透水（10≤q<100Lu），甚至强透水（q≥100Lu）；全风化带与强风化带相比透水性反而相对减弱。
坝基岩体质量分级及工程利用性评述如下：（1）优质岩体（A级），为新鲜、微风化闪云斜长花岗岩及闪长岩，块状结构为主，少数整体结构。
裂隙面新鲜或轻微风化，闭合、无充填，不连续，以平直稍粗面为主，f=0.7～0.8，C=0.2～0.3MPa。
岩体完整，Kv＞0.80，坚硬岩，Rc=90～110MPa。
渗透系数压缩系数液塑性指数国际标贯击数
L塑限ωp：土由可塑状态过渡到半固体状态的界限含水量。
搓条法扰动土塑性指数I P ：土呈可塑状态时的含水量变化的范围，代表土的可塑程度液性指数I L ：土抵抗外力的量度，其值越大，抵抗外力的能力越小。
一、土层渗透系数土层渗透系数K的经验值按土质颗粒大小的渗透系数K经验值岩体渗透系数常见的不同岩土体的渗透系数归纳如下（参考《地下水水文学原理》余钟波、黄勇著），通常如果一种材料的渗透系数小于10-9m/s时，可以认为具有很低的渗透性，如黏土、泥岩等。
松散岩体：渗透系数（m/s）：砾石3×10-4 ~3×10-2粗砂9×10-7 ~6×10-3中砂9×10-7 ~5×*10-4细砂2×10-7 ~2×10-4粉砂1×10-9 ~2×10-5漂积土1×10-12 ~2×10-6黏土1×10-11 ~ 4.7×10-9沉积岩：渗透系数：礁灰岩1×10-6 ~2×10-2石灰岩1×10-9 ~6×10-6砂岩3×10-10 ~6×10-6粉砂岩1×10-11 ~1.4×10-8岩盐1×10-12 ~1×10-10硬石膏4×10-13 ~2×10-8页岩1×10-13 ~2×10-9结晶岩：渗透系数（m/s）：渗透性玄武岩4×10-7 ~2×10-2玄武岩2×10-11 ~ 4.2×10-7花岗岩 3.3×10-6 ~ 5.2×10-5辉长岩 5.5×10-7 ~ 3.8×10-6裂隙化火山变质岩8×10-9 ~3×10-4。
土壤渗透系数的测定
土壤渗透系数的测定1 测定意义当土层被水分饱和后，土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。
土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。
土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。
2 测定原理在饱和水分土壤中，渗透性按照达西公式计算如下：V=K ·I （厘米/秒）L hI =式中：V ——渗透速度，每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量，以立方厘米表示；I ——水压梯度，即渗透层中单位距离内的水压降；K ——渗透系数，在单位水压梯度（I=1）下，单位时间内通过单位截面积的流量（毫升/分或小时）；h ——土柱上水头差（厘米）即静水压力；L ——发生水分渗透作用的土层的厚度（厘米）即渗透路程。
在时间t 内渗透过一定截面积A （平方厘米）的水量Q ，可以用下列的方程式来表示：Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t因此渗透系数 K=I t A Q⋅⋅（毫升/厘米2/分或小时）土壤渗透性的测定有室外法（渗透筒法）及室内法（环刀法）。
3 测定方法3.1室外测定3.1.1 仪器设备①渗透筒：铁制圆柱形筒，横截面积为1000平方厘米（内径358毫米），高350毫米。
②量筒500ml和1000ml各一个。
③小铁筒：打水用。
④温度计：0—50℃⑤秒表或一般钟表⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。
3.1.2 测定步骤3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上，布置一块约1平方米的圆形（直径113cm）试验地块，将其周围筑以土埂。
土埂高约30 cm，顶宽20 cm，并捣实之。
渗透筒置于中央，应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm，深15—20cm小沟，使筒深深嵌入土中。
插好后，把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实，防止沿壁渗漏损失。
筒内部为试验区，外部为保护区。
渗透系数
渗透系数渗透系数又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。
在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大，岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
1.测定影响渗透系数k 是一个代表土的渗透性强弱的定量指标，也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。
不同种类的土，k 值差别很大。
因此，准确的测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。
2计算方法渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，通常可通过试验方法，包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
3测定方法渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
常水头法测渗透系数k1.实验室测定法目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。
如图：试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。
待水头差△h和渗出流量Q稳定后，量测经过一定时间t 内流经试样的水量V，则V = Q*t = ν*A*t根据达西定律，v = k*i，则V = k*（△h/L）*A*t从而得出k = q*L / A*△h= = Q*L / A*△h*常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。
地勘
岩土工程勘察初步结果一．地层（勘探范围内自地表依次向下）：①杂填土：黄褐色，干，松散状，以建筑垃圾为主。
层底埋深为1.5m左右。
该层土工程性能差，不宜作为建筑物地基持力层，建议挖除。
②粉土:黄褐色，可塑。
层底埋深为3.0m左右。
f ak=160kpa；该层在场区内分布广泛。
③1细砂: 黄褐色，湿-饱和。
层底埋深为 5.0m左右。
f ak=150kpa；该层在场区内分布广泛。
③2细砂: 黄褐色，可塑。
层底埋深为7.0m左右。
f ak=180kpa；该层在场区内分布广泛。
③3细砂: 黄褐-青灰色，密实，饱和。
厚度大于5m。
f ak=280kpa；该层在场区内分布广泛。
二．地下水、土腐蚀性评价：在本次勘察所达深度范围内，揭露地下水为潜水，水位埋深在地表下2.8m左右，勘察期间为平水期，水位变化幅度为1.0m 左右。
场地环境类别按II类考虑。
三．在场区饱和砂土液化评价中，地震设防烈度为八度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.20g，特征周期为0.35s，标准贯入锤击数基准值取12。
经初步计算场地内土层不具有地震液化特征，属抗震有利地段。
拟建物抗震设防类别为标准设防类。
四．基坑工程评价：本工程为一地下工程，基础施工存在基坑工程。
基坑工程预估开挖深度在3.0米左右，开挖至②粉土。
由于场地所处地段近距离周边无建筑物，可采用自然放坡（须经详细基坑专项设计与计算后），也可采用护坡支护等措施支护坑壁。
安全等级评价为三级基坑安全等级，基坑侧壁安全等级为三级。
边坡高宽比可按：上部填土1：1.00考虑、粉土1：0.75考虑、粉细砂层自然休止角为36度，也可根据施工经验选择经济、合理的边坡坡度。
本次勘察时地下水稳定水位约 2.8m，抗浮设防水位应按相对高程提高1.5m考虑。
基坑底面深度在地下水位以上。
基坑工程施工应严格执行《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）相关内容，确保施工质量。
根据《建筑地基基础设计规范》，土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。
渗透系数现场测定法
渗透系数现场测定法现场测定法的试验条件比实验室测定法更符合实际土层的渗透情况，测得的渗透系数k值为整个渗流区较大范围内土体渗透系数的平均值，是比较可靠的测定方法，但试验规模较大，所需人力物力也较多。
现场测定渗透系数的方法较多，常用的有野外注水试验和野外抽水试验等，这种方法一般是在现场钻井孔或挖试坑，在往地基中注水或抽水时，量测地基中的水头高度和渗流量，再根据相应的理论公式求出渗透系数k值。
下面将主要介绍野外抽水试验。
抽水试验开始前，先在现场钻一中心抽水井，根据井底土层情况可分为二种类型，井底钻至不透水层时称为完整井,井底未钻至不透水层时称非完整井,分别见图2-7(a)和图2-7(b)。
在抽水井四周设若干个观测孔，以观测周围地下水位的变化。
试验抽水后，地基中将形成降水漏斗。
当地下水进入抽水井的流量与抽水量相等且维持稳定时,测读此时的单位时间抽水量q，同时在两个距离抽水井分别为r1和r2的观测孔处测量出水位h1和h2。
对非完整井需量测抽水井中的水深h,并确定降水影响半径R。
渗透系数k值可由下列各式确定图2-7(a) 无压完整井抽水试验图2-7(b) 无压非完整井抽水试验（1）无压完整井（2-6）上式求得的k值为r1<r<r2范围内的平均值。
若在试验中不设观测井，则需测定抽水井的水深h,并确定其降水影响半径R，此时降水影响半径范围内的平均渗透系数为（2-7）（2）无压非完整井（2-8）R的取值对k值的影响不大，在无实测资料时可采用经验值计算。
通常强透水土层（如卵石、砾石层等）的影响半径R值很大，在200～500 m以上，而中等透水土层（如中、细砂等）的影响半径R值较小，在100～200 m左右。
渗透系数经验值
渗透系数经验值1. 概述渗透系数是指流体（例如水）在渗透过程中通过渗透介质的能力。
它是描述介质渗透性的一个重要参数，通常用来评估土壤、岩石、过滤材料等的渗透性能。
渗透系数经验值是指在实际应用中得到的一些经验数据，可以用于初步估计渗透系数，为工程设计和科学研究提供参考。
2. 影响渗透系数的因素渗透系数受多种因素的影响，包括介质的孔隙度、孔径分布、连通性以及渗透介质中各种颗粒的形状和组成等。
此外，温度、压力、流场状态等也会对渗透系数产生一定影响。
3. 渗透系数经验值的获取方法3.1 实验测定法实验测定法是获取渗透系数经验值的主要方法之一。
其基本原理是通过构建合适的实验装置，在一定的条件下测量介质对渗透流体的渗透速率，然后根据Darcy定律计算渗透系数。
这种方法要求设备齐全、实验过程规范，能够得到比较准确的渗透系数经验值。
3.2 经验公式法经验公式法是通过分析已有的渗透性测试数据得到的经验公式进行估算，进而得到渗透系数经验值。
这种方法的优点是简单、方便，但由于公式通常基于特定情况下的数据，所以估算的准确性可能有一定偏差。
3.3 实际工程数据法实际工程数据法是基于实际工程项目的渗透性数据，通过统计和分析工程实践中得到的渗透系数经验值。
这种方法能够更好地考虑工程环境的复杂性，得到较为可靠的渗透系数经验值。
然而，需要注意的是，实际工程数据法可能受到特定工程项目中的局限性，因此在使用时需要进行合理的修正。
4. 渗透系数经验值的应用4.1 工程设计在土木工程、水利工程等领域中，渗透系数是设计和计算的关键参数之一。
通过使用渗透系数经验值，可以快速估算渗透介质的渗透性能，为工程设计提供初步参考。
当然，在实际设计中还需要结合具体工程情况和实验数据进行详细的计算和分析。
4.2 环境影响评估渗透系数对环境的影响评估也起着重要作用。
例如，在地下水保护区域的划定和管理中，了解土壤的渗透性能对于确定污染物传输速率和范围至关重要。
土层渗透系数K的经验值
一、土层渗透系数土层渗透系数K的经验值
按土质颗粒大小的渗透系数K经验值
二、计算渗水量
缺水文地质资料计算渗水量： Q=F1q1+ F 2q2 式中：F1—基坑底面积，m2
q1—基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h
F 2—基坑侧面积，m2
q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h
q1基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h
表中渗水量：无地表水时用下限；地表水深2～4m，土中有孔隙时用中限；地表水深大于4m，松软土时用上限。
q2 基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h
三、水泵的选择
1、设备总排水量=1.5倍渗水量，
如水泵安装在静水位以下时，则设备总排水量=2倍渗水量
2、每台水泵排水量
设备总排水量 = 1.5倍渗水量时，每台水泵排水量 < 0.5倍渗水量
设备总排水量 = 2倍渗水量时，每台水泵排水量 < 渗水量
常用离心单级水泵的流量，用下式估算：渗水量 = 0.79 D2 (m3/h )
其中D为水泵进口直径，cm
3、水泵类型：渗水量< 20 (m3/h )，用膜式水泵、手压水泵、离心水泵或潜水泵；渗水量在20～60 (m3/h ) 时，用膜式水泵、离心水泵或潜水泵；渗水量 > 60 (m3/h ) 时，用离心水泵。
土壤渗透系数的测定
土壤渗透系数的测定1 测定意义当土层被水分饱和后，土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。
土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。
土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。
2 测定原理在饱和水分土壤中，渗透性按照达西公式计算如下：V=K ·I （厘米/秒）L hI式中：V ——渗透速度，每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量，以立方厘米表示；I ——水压梯度，即渗透层中单位距离内的水压降；K ——渗透系数，在单位水压梯度（I=1）下，单位时间内通过单位截面积的流量（毫升/分或小时）；h ——土柱上水头差（厘米）即静水压力；L ——发生水分渗透作用的土层的厚度（厘米）即渗透路程。
在时间t 内渗透过一定截面积A （平方厘米）的水量Q ，可以用下列的方程式来表示：Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t因此渗透系数 K=I t A Q⋅⋅（毫升/厘米2/分或小时）土壤渗透性的测定有室外法（渗透筒法）及室内法（环刀法）。
3 测定方法3.1室外测定3.1.1 仪器设备①渗透筒：铁制圆柱形筒，横截面积为1000平方厘米（内径358毫米），高350毫米。
②量筒500ml 和1000ml 各一个。
③小铁筒：打水用。
④温度计：0—50℃⑤秒表或一般钟表⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。
3.1.2 测定步骤3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上，布置一块约1平方米的圆形（直径113cm ）试验地块，将其周围筑以土埂。
土埂高约30 cm ，顶宽20 cm ，并捣实之。
渗透筒置于中央，应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm，深15—20cm小沟，使筒深深嵌入土中。
插好后，把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实，防止沿壁渗漏损失。
筒内部为试验区，外部为保护区。
渗透系数+基坑总涌水量计算公式汇总
3. 经验估算法渗透系数k值还可以用一些经验公式来估算，例如1991年哈森提出用有效粒径d10计算较均匀砂土的渗透系数的公式哈森（Hazen）（2-9）1955年，太沙基提出了考虑土体孔隙比e的经验公式太沙基（Kael·Terzaghi 1883～1963）,近代土力学及基础工程学的创始人，1883年10月2日生于布拉格（当时属奥地利）。
早期从事钢筋混凝土的研究工作，1912年获奥地利格拉茨高等工业学院博士学位。
1921～1923年，发表了饱和粘土的一维固结理论，提出了有效应力原理。
1925年出版了最早的《土力学》专著。
1929～1938年任维也纳技术大学教授，1938年后任美国哈佛大学教授。
他一生论著有200多篇，代表性的论著有《理论土力学》和《土力学的工程实践》。
1936年太沙基发起成立国际土力学及基础工程协会，并任协会主席至1957年。
（2-10）以上二式中的d10均以mm计，k值的单位是cm/s 。
这些经验公式虽然有其实用的一面，但都有其适用条件和局限性，可靠性较差，一般只在作粗略估算时采用。
在无实测资料时，还可以参照有关规或已建成工程的资料来选定k值，有关常见土的渗透系数参考值如表2-1 。
表2-1 土的渗透系数参考值土的类别渗透系数kcm/s土的类别渗透系数kcm/s粘土<10-7中砂10-2粉质粘土10-5～ 10-6粗砂10-2粉土10-4～ 10-5砾砂10-1粉砂10-3～ 10-4砾石>10-1细砂10-3一、基坑总涌水量计算 按井管（筒）是否穿透整个含水层分为完整井和非完整井。
按井深分为浅井、中深井和深井。
当水井开凿在承压含水层中，而承压水头又高于地面时称承压井或自流井。
(一)、均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算： 1、基坑远离水源时：如图1（a ）图1符号 意义单位 k 土的渗透系数 m/d H 潜水含水层厚度 m S 基坑水位降深 m R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d注：(1)、降水影响半径宜根据试验确定，当基坑安全等级为二、三级时， 当为潜水含水层时： 当为承压水时： (2)、基坑等效半径当基坑为圆形时就是基坑半径， 当基坑为矩形时如下计算：γ0=0.29(a+b) 当基坑为不规则形状时：)1lg()2(366.10r RSS H K Q +-=kH S R 2=kS R 10=πAr =2、基坑近河岸:如图1（b ）符号 意义单位 b 基坑中心到河岸的距离m Q基坑总涌水量m 3/d(二)、均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算： 1、基坑远离地面水源： 如图2（a ）图2符号 意义单位 h m (H+h)/2 m ｌ 过滤器长度 m R 降水影响半径 γ0 基坑等效半径S 基坑水位降深 Q基坑总涌水量m 3/d02lg)2(366.1r b S S H kQ -=)2.01lg()1lg(366.10022r h l l h r R h H k Q m m m+-++-=)2(h H h m+=2、基坑近河岸：（含水层厚度不大时） b>M/2 如图2（b ）式中：b 为基坑中心至河岸的距离，M 为过滤器向下至不透水土层的深度符号 意义单位 M 见表格上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d(三)、均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算： 1、基坑远离水源时： 如图3-a图3符号 意义单位 M 承压水厚度 m S 基坑水位降深 m k 土的渗透系数 m/d R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d]14.0lg 25.066.0lg 2lg [366.1222lM b M l r l l rb s l ks Q -+++=)1lg(73.20r RMSk Q +=2、基坑近河岸:b<0.5γ0 如图3-b b 为基坑中心至河岸的距离符号 意义单位 b 见表上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d（四）、均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算 如图4图4符号 意义单位 ｌ过滤器长度 m M 承压水厚度 S 基坑水位降深 R 降水影响半径 γ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)2lg(73.20r b MS kQ =)2.01lg()1lg(73.20rMl l M r R MS kQ +-++=（五）、均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算 如图5图5符号 意义单位 R 降水影响半径 m M 承压水厚度 H hγ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)1lg()2(366.102r R h M M H kQ +--=。
土力学土的渗透性与渗透问题
设饱和土体内某一研究平面的 总面积为A，其中粒间接触面积之 和为As ,则该平面内由孔隙水所占 面积为 Aw ＝A－As.若由外荷(和/或 自重)在该研究平面上所引起的法 向总应力为,如图所示，那么，它 必将由该面上的孔隙水和粒间接触 面共同来分担，即该面上的总法向 力等于孔隙水所承担的力和粒间所 承担的力之和，于是可以写成：
式中，右端第一项Psv/A为全部竖向 粒间作用力之和除以横断面积A，它 代表全面积A上的平均竖直向粒间应力，并定义为有效应力，习惯上用 ‘ 表示。有端第二项中的As/A，试验研究表明，粒间接触面积As不超过 0.03A，故 As/A可忽略不计。于是上式可简化为:
＝‘ 十 u 即为著名的有效应力原理
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(1)几何条件 土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，才可能让细 颗粒在其中移动，这是管涌产生的必要条件。 (2)水力条件 渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件， 可用管涌的水力坡降表示。 流土现象发生在土体表面渗流渗出处，不发生在土体内部。而管涌 现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体的内部。
渗流量之和，即 将达西定律代入上式可得沿水平方向的等效渗透系数kx：
(二)竖直向渗流 竖直渗流的特点： (1)根据水流连续原理，流经各土层的流速与流经等效土层的流速
相同，即 (2)流经等效土层H的总水头损失h等于各层上的水头损失之和，即 将达西定律代入上式可得沿竖直方向的等效渗透系数kz：
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测管水头：位置水头与压力水头之和 h= z+ u/w
测管水头代表的是单位重量液体所具有的总势能
伯努里方程用于土中渗流时有两点需要指出： (1)饱和土体中两点间是否出现渗流，完全是由总水头差决定。只有当 两点间的总水头差时，才会发生水从总水头高的点向总水头低的点 流动。 (2)由于土中渗流阻力大，故流速 v 在一般情况下都很小，因而形成的 流速水头也很小，为简便起见可以忽略。渗流中任一点的总水头就可 用测管水头来代替。 水力坡降
土的透水性
砂土、粉土为透水性土，粘性土为非透水性土各土层渗透系数指标统计表表一透水性：岩土允许水透过的性能，称为透水性。
通常用渗透系数(K)来表示其大小。
渗透系数是与岩土性质和渗透液体的物理性质有关的常数，渗透系数的单位与渗透速度相同，即cm/m，m/h，m/d。
常见岩土的渗透系数K：根据透水性大小可以把岩土分为三类：土的分类：1.土碎石 2.砂土 3.粉土 4.粘土。
3、4为不透水土，1、2为半透水或透水土，要看颗粒间的填充物而定.(1)透水的：砾石、卵石、砂、裂隙或岩溶发育的岩石；(2)半透水的：黄土、粉土、粉质粘土等；(3)不透水的：粘土、泥岩、页岩及裂隙不发育的坚硬岩石。
土的渗透系数参考值一般认为k<10-8m/s的土为相对隔水层（不透水层）。
基岩裂隙水赋存于花岗岩风化层中，花岗岩全风化岩具弱透水性，为相对隔水层，强风化及中等风化岩具中等透水性。
岩体随风化程度的加深，比重略有减小，密度减小，孔隙率、含水量、吸水量都逐渐增大。
风化岩体的透水性取决于裂隙的发育程度及其充填物质，而裂隙的发育程度又与岩性和风化程度有关。
从钻孔压水试验资料分析，同类风化程度的岩体，其透水率q值比较分散。
一般说来，微风化及新鲜岩体为极微透水（q<0.1Lu），个别地段为微透水（0.1≤q<1Lu）；弱风化带从微透水到弱透水（1≤q<10Lu）为主，局部可出现较严重的集中渗漏带，变化范围很大；强风化带多为弱透水或中等透水（10≤q<100Lu），甚至强透水（q≥100Lu）；全风化带与强风化带相比透水性反而相对减弱。
坝基岩体质量分级及工程利用性评述如下：（1）优质岩体（A级），为新鲜、微风化闪云斜长花岗岩及闪长岩，块状结构为主，少数整体结构。
裂隙面新鲜或轻微风化，闭合、无充填，不连续，以平直稍粗面为主，f=0.7～0.8，C=0.2～0.3MPa。
岩体完整，Kv＞0.80，坚硬岩，Rc=90～110MPa。
岩土层渗透系数K的经验值
一、土层渗透系数土层渗透系数K的经验值土质名称K(m/d) 土质名称K(m/d)高液限黏土<0.001砂细1～5黏土质砂0.001～0.05 中5～20 含砂低液限黏土0.05～0.10 粗20～50含砂低液限粉土0.10～0.50 砾类土50～150低液限黏土（黄土）0.25～0.50 卵石100～500 粉土质砂0.5～1.0 漂石（无砂质充填）500～1000按土质颗粒大小的渗透系数K经验值土质名称K(m/d)黏土质粉砂0.01～0.074mm颗粒多数0.5～1.0均质粉砂0.01～0.074mm颗粒多数 1.5～5.0黏土质细砂0.074～0.25mm颗粒多数 1.0～1.5均质细砂0.074～0.25mm颗粒多数 2.0～2.5黏土质中砂0.25～0.5mm 颗粒多数 2.0～2.5均质中砂0.25～0.5mm颗粒多数35～50黏土质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数35～40均质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数60～75砾石100～125二、计算渗水量缺水文地质资料计算渗水量：Q=F1q1+ F 2q2式中：F1—基坑底面积，m2q1—基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/hF 2—基坑侧面积，m2q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/hq1基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h序号土类土的特征及粒径渗水量m3/h1 细粒土质砂、松软粉质土基坑外侧有地表水，内侧为岸边干地，土的天然含水量<20%，土粒径<0.05mm0.14～0.182 有裂隙的碎石岩层、较密实的粘质土多裂隙透水的岩层，有孔隙水的粘质土层0.15～0.253 黏土质砂、黄土层、紧密砾土层细砂粒径0.05～0.25mm，大孔土质量800～950kg/m3, 砾石土孔隙率在20%以下0.16～0.324 中粒砂、砾砂层砂粒径0.25～1.0mm，砾石含量在30%以下，平均粒径10mm以下0.24～0.85 粗粒砂、砾石层砂粒径 1.0～2.5mm，砾石含量在30～70%，平均最大粒径150mm以下0.8～3.06 砾卵砂、砾卵石层砂粒径 2.0mm以上，砾石、卵石含量在30%以上（泉眼总面积在0.07m2以下，泉眼直径在50mm以下）2.4～4.07 漂石、卵石土有泉眼或砂砾石有较大泉眼石粒径平均直径50～200mm，或有个别大弧石在0.5 m3以下（泉眼总面积在0.15m2以下，泉眼直径在300mm以下）4.0～8.08砾石、卵石、漂石、粗砂、泉眼较多>8.0表中渗水量：无地表水时用下限；地表水深2～4m，土中有孔隙时用中限；地表水深大于4m，松软土时用上限。
关于渗透系数k值经验公式的讨论
关于渗透系数k值经验公式的讨论
介绍渗透系数
渗透系数是土木工程中应用最广泛的一个参数，它主要用于衡量土壤对水的吸收能力。
渗透系数的值越大，表明土壤对水的吸收能力越强。
采用渗透系数来分析不同类型的土壤，可以有效地控制土壤水的流失、泄洪和滞洪等问题，是土木工程的重要参照物。
渗透系数K值主要受土壤成分、土层厚度、土体及土壤渗透质结构等因素影响。
一般来说，土壤渗透系数可以用下列经验公式来确定：K=A*exp(-E/RT)；其中，A、E和R分别表示渗透系数的排水容量、表面活化能和气体常数。
渗透系数是影响土壤水力学性质的一个重要参数，也是土壤质量评估的关键因素。
它主要是用来确定土壤颗粒的混合度和渗透性的，对于土壤的稳定性、排水性、运输性能等均有重要意义。
因此，在设计和建设土木工程时，必须综合考虑不同土壤的渗透系数。
在现实界，渗透系数K值经验公式不能完全覆盖所有土壤类型。
大多数土壤
工程项目，都需要采取正确的测试措施，才能获得准确的K值经验公式。
总的来说，渗透系数K值经验公式是土木工程中应用最广泛的一个参数，可
有效地控制土壤水的流失、泄洪和滞洪等问题，但K值的准确性仍有待改善。
而
正确的测试措施，也是尽可能获得准确K值经验公式的有效手段。
土的透水性
砂土、粉土为透水性土，粘性土为非透水性土各土层渗透系数指标统计表表一透水性：岩土允许水透过的性能，称为透水性。
通常用渗透系数(K)来表示其大小。
渗透系数是与岩土性质和渗透液体的物理性质有关的常数，渗透系数的单位与渗透速度相同，即cm/m，m/h，m/d。
常见岩土的渗透系数K：根据透水性大小可以把岩土分为三类：土的分类：1.土碎石 2.砂土 3.粉土 4.粘土。
3、4为不透水土，1、2为半透水或透水土，要看颗粒间的填充物而定.(1)透水的：砾石、卵石、砂、裂隙或岩溶发育的岩石；(2)半透水的：黄土、粉土、粉质粘土等；(3)不透水的：粘土、泥岩、页岩及裂隙不发育的坚硬岩石。
土的渗透系数参考值一般认为k<10-8m/s的土为相对隔水层（不透水层）。
基岩裂隙水赋存于花岗岩风化层中，花岗岩全风化岩具弱透水性，为相对隔水层，强风化及中等风化岩具中等透水性。
岩体随风化程度的加深，比重略有减小，密度减小，孔隙率、含水量、吸水量都逐渐增大。
风化岩体的透水性取决于裂隙的发育程度及其充填物质，而裂隙的发育程度又与岩性和风化程度有关。
从钻孔压水试验资料分析，同类风化程度的岩体，其透水率q值比较分散。
一般说来，微风化及新鲜岩体为极微透水（q<0.1Lu），个别地段为微透水（0.1≤q<1Lu）；弱风化带从微透水到弱透水（1≤q<10Lu）为主，局部可出现较严重的集中渗漏带，变化范围很大；强风化带多为弱透水或中等透水（10≤q<100Lu），甚至强透水（q≥100Lu）；全风化带与强风化带相比透水性反而相对减弱。
坝基岩体质量分级及工程利用性评述如下：（1）优质岩体（A级），为新鲜、微风化闪云斜长花岗岩及闪长岩，块状结构为主，少数整体结构。
裂隙面新鲜或轻微风化，闭合、无充填，不连续，以平直稍粗面为主，f=0.7～0.8，C=0.2～0.3MPa。
岩体完整，Kv＞0.80，坚硬岩，Rc=90～110MPa。
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一、土层渗透系数
土层渗透系数K的经验值
土质名称K(m/d)土质名称K(m/d)
高液限黏土<0.001
砂细1～5
黏土质砂0.001～0.05中5～20含砂低液限黏
土
0.05～0.10粗20～50含砂低液限粉
土
0.10～0.50砾类土50～150低液限黏土
（黄土）
0.25～0.50卵石100～500粉土质砂0.5～1.0漂石（无砂质充填）500～1000
按土质颗粒大小的渗透系数K经验值
土质名称K(m/d)
黏土质粉砂0.01～0.074mm颗粒多
数
0.5～1.0
均质粉砂0.01～0.074mm颗粒多
数
1.5～5.0
黏土质细砂0.074～0.25mm颗粒多
数
1.0～1.5
均质细砂0.074～0.25mm颗粒多
数
2.0～2.5
黏土质中砂0.25～0.5mm 颗粒多数 2.0～2.5均质中砂0.25～0.5mm颗粒多数35～50黏土质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数35～40
均质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数60～75
砾石100～125二、计算渗水量
缺水文地质资料计算渗水量： Q=F1q1+ F 2q2式中：F1—基坑底面积，m2
q1—基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h
F 2—基坑侧面积，m2
q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h q1基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h
序号土类土的特征及粒径渗水量m3/h
1细粒土质砂、
松软粉质土
基坑外侧有地表水，内侧为岸
边干地，土的天然含水量
<20%，土粒径<0.05mm
0.14～
0.18
2有裂隙的碎石
岩层、较密实
的粘质土
多裂隙透水的岩层，有孔隙水
的粘质土层
0.15～
0.25
3黏土质砂、黄
土层、紧密砾
土层
细砂粒径0.05～0.25mm，大孔
土质量800～950kg/m3, 砾石土
孔隙率在20%以下
0.16～
0.32
4中粒砂、砾砂
层
砂粒径0.25～1.0mm，砾石含量
在30%以下，平均粒径10mm以
下
0.24～0.8
5粗粒砂、砾石
层
砂粒径1.0～2.5mm，砾石含量
在30～70%，平均最大粒径
150mm以下
0.8～3.0
6砾卵砂、砾卵
石层
砂粒径2.0mm以上，砾石、卵石
含量在30%以上（泉眼总面积在
0.07m2以下，泉眼直径在50mm
以下）
2.4～4.0
7漂石、卵石土
有泉眼或砂砾
石有较大泉眼
石粒径平均直径50～200mm，
或有个别大弧石在0.5 m3以下
（泉眼总面积在0.15m2以下，
泉眼直径在300mm以下）
4.0～8.0
8
砾石、卵石、
漂石、粗砂、
泉眼较多
>8.0
表中渗水量：无地表水时用下限；地表水深2～4m，土中
有孔隙时用中限；地表水深大于4m，松软土时用上限。
q2 基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h
1敞口放坡开挖基坑或土围堰按上表同类土质渗水量20～
30%计
2石笼填土心墙围堰按上表同类土质渗水量10～
20%计
3挡土板或单层草袋围堰按上表同类土质渗水量10～
20%计
4钢板桩、沉箱及混凝土支护
坑壁
按上表同类土质渗水量0～5%
计
5竹笼围堰按上表同类土质渗水量15～
30%计
三、水泵的选择
1、设备总排水量=1.5倍渗水量，
如水泵安装在静水位以下时，则设备总排水量=2倍渗水
量
2、每台水泵排水量
设备总排水量= 1.5倍渗水量时，每台水泵排水量< 0.5倍渗水量
设备总排水量 = 2倍渗水量时，每台水泵排水量 < 渗水量
常用离心单级水泵的流量，用下式估算：渗水量= 0.79 D2 (m3/h )
其中D为水泵进口直径，cm
3、水泵类型：渗水量< 20 (m3/h)，用膜式水泵、手压水泵、离心水泵或潜水泵；渗水量在20～60 (m3/h ) 时，用膜式水泵、离心水泵或潜水泵；渗水量 > 60 (m3/h ) 时，用离心水
泵。