3.常水头渗透实验(深大)

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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tVQ =（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Lhi =； K ——渗透系数。

可表示为：th A LV 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22.排水管3.供水瓶4.管夹5.管夹16.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。

常水头渗透试验记录

常水头渗透试验记录试验日期：20XX年XX月XX日试验地点：XXXX地区试验人员：XXX一、试验目的：通过常水头渗透试验，评价地下水的渗透性能，为后续地下水资源合理利用提供参考。

二、试验步骤：1.选择试验点位：根据地质地貌特征和水文地质调查结果，选择距离地面较远、垂直面近似水平的点位。

2.准备工作：清理试验点位周围杂物，确保试验点位干净整洁。

3.安装试验设备：将渗透试验设备中的水桩和压水装置按照说明书安装在试验点位上。

4.注水试验：打开水源，逐渐增加水压直至达到试验设备所能承受的最大压力，记录对应的水头和注水速率。

5.恒头试验：在达到设定的最大水头后，保持水源恒定，记录压力稳定后的水头和注水速率，稳定时间一般选择30分钟以上。

6.降水试验：逐渐降低水源压力，记录不同压力下的水头和注水速率。

三、试验结果：1.注水试验：设定的最大水头为X米，对应的注水速率为X立方米/小时。

2.恒头试验：在最大水头维持稳定的30分钟内，水头变化较小，平均水头为X米，注水速率为X立方米/小时。

3.降水试验：水源压力降低到X时，对应的水头为X米，注水速率为X立方米/小时。

四、分析与讨论：1.注水试验和恒头试验的水头和注水速率变化较小，说明地下水渗透性能较好，水源强大且稳定。

2.降水试验中，随着水源压力的降低，水头和注水速率逐渐减小，说明地下水的渗透性能与水源压力相关。

3.结合地质地貌特征和水文地质调查结果，可以初步判断地下水的形成机制和流动路径。

五、结论：根据常水头渗透试验的结果分析，XXX地区地下水渗透性能良好，水源充足稳定，适合进行后续的地下水资源开发利用工作。

六、建议：1.进一步研究地下水的补给源和流动机制，为地下水资源管理和保护提供更科学的依据。

2.结合试验结果和地质地貌特征，制定合理的地下水开发利用方案，确保地下水资源的可持续利用。

以上为常水头渗透试验的记录，试验结果和分析可根据实际情况进行调整和补充。

记录试验过程和结果的详细信息对后续的地下水资源管理工作和科学研究具有重要意义。

常水头法测定渗透系数.

试经过测压管水位（cm）验时间次 s Ⅰ管 Ⅱ管 Ⅲ管数 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 渗透水量 (cm³) ⑼ 渗透系数平均水温 (℃) ⑾ 校正系数 ⑿ 渗透系数平均渗透系数
常水头渗透试验记录表（70型渗透仪）
水位差（cm）
H1
⑸
H 2 平均H
⑹ ⑺
2
水力坡降 ⑻2源自k T (cm/土工技术与应用
常水头法测定渗透系数
制作人 : 汪繁荣金爱梅长江工程职业技术学院
目
录
问题引入常水头法试验原理、仪器常水头法试验过程常水头法试验数据处理
常水头试验法试验原理 • 常水头试验法适用于透水性较强的粗粒土。常水头试验法是指在整个试验过程中，水头保持不变。其试验装置如下图所示，前述达西渗透试验属于此种类型。 • 试验中用量筒和秒表测定在某一时段t内流经土样的水量V，由达西定律得：
s) ⑽
9 A18
k 20 k 20 (cm/s) (cm/s) ⒀ ⒁ (10)× (12)
(2)-(3) (3)-(4) 1 2
5 6 （ 7 ）

T 20
土工技术与应用
主持单位：山西水利职业技术学院长江工程职业技术学院参建单位：黄河水利职业技术学院浙江同济科技职业学院
常水头试验装置示意图
土工技术与应用
试验仪器
• 70型渗透仪：如下图所示。 • 其它：木击锤、秒表、天平、温度计、量杯等。
土工技术与应用
试验步骤
1.调节
2.取土
3.装土
3.饱和
5.进水
6.降低调节管
7.测记
土工技术与应用
8.重复试验
试验过程动画演示

常水头渗透试验原理和误差原因分析

河南建材20182021年第1期常水头渗透试验原理和误差原因分析高强福建省建科院检验检测有限公司（361000）摘要:常水头渗透试验方法主要针对粗粒组中的砂，其原理依据达西定律，即水在砂中的渗透速率与试样的水力坡度成正比例关系。

在常水头渗透试验过程中，前期需要对原材料进行最大干密度试验和比重试验，分别得到原材料的最大干密度和比重数据；然后根据设计要求的孔隙比制作试样，依据规范操作步骤进行渗透试验。

由于人员、材料、仪器设备、方法、环境等要素的影响，得到的测试数据往往会存在偏差，因此要深刻理解试验原理和熟悉操作步骤，使得试验数据更加真实准确。

关键词:渗透系数；达西定律；孔隙比；误差；动力黏滞系数0引言沿海城市由于地域的限制,原有城市规模已无法满足城市化发展的需要和人们对美好生活的期望。

为解决土地资源稀缺问题,吹填造地被广泛地运用在实际工程中,同时排水固结加速沉降过程也在地基处理中发挥了举足轻重的作用。

排水固结技术中材料的渗透系数主导了地基处理最终的效果,因此准确地测得砂的渗透系数,可以为吹填造地工程的设计和施工提供理论依据,同时也可用以检测施工质量。

了解渗透试验的原理和操作步骤,熟悉操作步骤中产生误差的原因并且注意避免相应的误差,确切地测得砂的渗透系数,在具体工程中可以发挥重要的作用。

1试验原理常水头渗透试验的原理为达西定律,表述为单位时间内的渗透水量与试样的断面积和水力坡度=/为正比例关系且与砂的透水特性有关,渗透系数t=。

通过试验记录渗透水量、两测压孔中心之间的样品高度、平均水位差以及所用时间,就可以计算得到样品的常水头渗透系数。

2试验方法《公路土工试验规程》JTG E40—2007中规定,室内常水头渗透试验所用仪器应满足下列要求:有封底圆筒,高40cm、内径10cm;金属孔板距筒底6cm;有三个距离为10cm的测压孔,与筒边连接处有钢丝罩面。

前期需要对砂进行最大干密度和比重试验,并根据实际需要的孔隙比制作试样,分层填筑,用木锤轻轻击实到要求厚度,以满足孔隙比。

常水头渗透试验实验报告

常水头渗透试验实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过常水头渗透试验，测定土体的渗透系数，了解土体在恒定水头下的渗透性能，为工程设计和施工提供依据。

二、实验原理
常水头渗透试验是通过保持水头恒定，测定土体在恒定水头下的渗透流量，从而计算土体的渗透系数。

渗透系数是反映土体渗透性能的重要参数，其值越大，表明土体的透水性能越好。

三、实验步骤
1.准备试验材料：选择具有代表性的土样，制备成规则的
试样，如圆柱形或矩形。

2.安装试样：将试样放置在试验容器中，确保试样与容器
壁之间无缝隙。

3.注水：向试验容器中注水，使水头高度保持恒定。

4.记录数据：记录渗透流量随时间的变化，并观察水位下
降情况。

5.数据处理：根据记录的数据，计算土体的渗透系数。

四、实验结果及分析
1.实验数据记录
1.
根据实验数据，计算土体的渗透系数。

具体计算方法可参考相关教材或规范。

分析土体渗透系数的变化规律，了解土体在不同水头下的渗透性能。

同时，对比不同土样的渗透系数，分析其差异原因。

五、结论
根据实验结果，得出以下结论：
1.本实验成功测定了土体的渗透系数，了解了土体的渗透
性能。

2.实验结果表明，该土样在恒定水头下的渗透性能较好。

实验2：渗透试验..

▪ 水在土中渗透的渗流量q 与渗流断面积A及水头差 △h 成正比，与断面间距L成反比，
q k h A L
v q k h ki AL
试验原理
在试验装置中测出渗流量，不同点的水头高度，从而计算出渗流速度和水力梯度，根据达西渗流定律计算出渗透系数。由于土的渗透系数变化范围很大，自大于10-1cm/s到小于10-7cm/s。实验室内常用两种不同的试验装置进行试验：常水头试验用来测定渗透系数k比较大的无粘性土（砂土）的渗透系数；变水头试验用来测定渗透系数k较小的粘土和粉土的渗透系数。
▪ 水的动力粘滞系数随温度而变化，土的渗透系数与水的动力粘滞系数成反比，因此在任一温度下测定的渗透系数应换算到标准温度下的渗透系数 K20。
渗透系数参考值
结果应用
▪ 1．计算基坑涌水量 ▪ 2．设计排水构筑物 ▪ 3．计算沉降所需时间 ▪ 4．人工降低地下水位的计算
The End

变水头试验
操作步骤
5. 待出水管有水流出后，开始测定试验数据。记录t=t1时，上下游水位差h1；t=t2时，上下游水位差h2。改变测压管中水位（由进水管补充水），进行５～６次平行试验。记录测压管内径ａ，量测渗透水温T℃；
6.按公式计算每次量测的水温T℃时的渗透系数kTi；
7.按下式折算到20℃时的渗透系数k20；
常水头试验
操作步骤
6.记录三个测压管水位h1、h2、 h3 ，计算平均水位差h和水力梯度i； 7.开动秒表，用量筒接取经过一
t的渗水量Q，量测渗透水的水温T℃； 8.改变调节管的高度，达到渗透稳定后，重复6、7的步骤，平行进行5～6次试验； 9.按公式计算每次量测的水温 T℃时的渗透系数kTi；

海底施工中高强度灌浆材料的渗透性测试

海底施工中高强度灌浆材料的渗透性测试海底施工是目前广泛应用于海洋工程领域的一种建筑方式，其中高强度灌浆材料的使用至关重要。

在海底环境中，灌浆材料的渗透性测试是一个必要的步骤，以确保材料能够有效地填充海底施工中的空隙，并且能够抵抗水压和海洋环境的侵蚀。

为了测试海底施工中所用的高强度灌浆材料的渗透性，一种常用的方法是进行渗透试验。

这种试验可以评估材料的渗透能力、渗透速度以及渗透深度。

下面将详细介绍渗透性测试的方法及要点。

首先，为了进行准确的渗透性测试，需要准备一定数量的实验材料和设备。

实验材料包括高强度灌浆材料样品、水箱、测压仪器、压力传感器、管道等。

为了保证实验的质量和结果的准确性，实验过程中需要遵循一定的标准和规范。

接下来是具体的实验步骤。

首先，将水箱装满水，并将待测试的高强度灌浆材料样品放入水箱内。

然后，使用管道将水箱内的水连接到测压仪器上，并确保连接处密封严密。

根据实验需求，可以根据需要设置一定的压力。

接下来，观察材料样品表面是否出现渗漏现象，并记录下水箱中的压力变化情况。

在实验过程中，需要注意以下几个关键点。

首先，确保实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的影响。

其次，材料样品的制备过程要严格按照要求进行，以确保实验数据的准确性和可靠性。

第三，实验过程中需要严格控制渗透时间，避免时间过长或过短对结果的影响。

渗透性测试结果的评估主要包括渗透压力、渗透速度和渗透深度。

渗透压力是指材料在一定渗透时间内可以承受的最大压力。

渗透速度是指材料在渗透过程中的流速。

渗透深度是指材料在渗透过程中能够达到的最大深度。

根据这些数据，可以评估材料的渗透性能和应用范围。

最后，根据渗透性测试的结果，可以对高强度灌浆材料进行进一步的优化和调整。

如果测试结果表明灌浆材料的渗透性能不够理想，可以通过改变材料配方、加入适当的添加剂或改变施工方法等方式进行改进。

总之，海底施工中高强度灌浆材料的渗透性测试是确保施工质量和工程安全的关键步骤。

土渗透性和渗透变形

L----渗径长度；
A----试样截面积；
h ----试验时水头差。
第二节土的渗透规律
2、变水头试验法----适用于粉土和粘土变水头法是在整个试验过程中，水头是随时间变化的，其实验装置如图3-5（P71）。设细玻璃管的内截面积为 a 。经时段 dt，细玻璃管中水位下降 dh ，则在时段内流经试样的流量为：
粒径大小与级配; 孔矿隙物比成分结构（凝聚结构较分散结构具有更大的透水性) 饱和度（土中封闭气泡对渗透性影响较大）
第二节土的渗透规律
（2）水的性质对k的影响。主要是由于水的动力粘滞系数不同所引起。温度高时，水的动力粘滞系数较低，k 值变大；反之k值变小。
不同土的渗透系数经验值如表3--1（P72）。
（1）水的问题指在工程中由于水本身所引起的工程问题。如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在的排水问题土坝中的渗透水量损失问题等。
第一节概述
（2）土的问题指由于水的渗透引起土体内部应力状态的变化或土体、地基本身的结构、强度等状态的变化，从而影响建筑物或地基的稳定性或产生有害变形的问题。如坡面、挡土强等结构物的渗透稳定问题；土坝、堤防、基坑等结构物的渗透稳定问题；地下水开采造成的地面沉降问题等。
组成，宏观上具有非均质性。在计算渗流量时，常把几个土层等效为厚度等于各土层之和，渗透系数为等效渗透系数的单一土层。等效透系数的计算与水流的方向有关（图 3-6）。
第二节土的渗透规律
1、水平渗流情况水平渗流情况，总流量等于各层流量之和，水力坡度
各层相等，即：
qx q1 q2 k1iH1 k2iH2
q----地下水渗透流量； v----地下水渗透流速（和实际流速的区别）；

深圳大学实验报告

深圳大学实验报告课程名称: 土木工程材料实验项目名称: 材料基本物理性质试验学院: 土木工程学院专业:实验时间:提交时间:深圳大学教务处制日期年月日实验室温度湿度一、实验目的二、实验仪器设备三、原始数据记录及处理2、体积密度试验3、表观密度测定3. 试验照片四. 问题讨论：1．计算材料的孔隙率。

2．材料的密度、表观密度和体积密度有何关系。

3．用静水力天平测量材料的表观密度，为何要将材料放入水中浸泡24小时后称重？本实验中，由于时间关系，未进行24小时浸泡，对试验结果有何影响？深圳大学实验报告课程名称: 土木工程材料实验项目名称: 水泥技术性能检验学院: 土木工程学院专业:实验时间:提交时间:深圳大学教务处制日期年月日实验室温度湿度一、实验目的二、实验仪器设备三、原始数据记录及处理1．水泥标准稠度用水量测定2．水泥凝结时间测定3．强度测试1）试件准备2）抗折强度测定3）抗压强度测定4）按照标准，水泥强度检验结果评定为。

6. 试验照片四. 问题讨论：1. 水泥的标准稠度用水量有何意义?为何要测量水泥的标准稠度用水量?2. 硅酸盐水泥中的矿物组成如何影响其物理、力学性能？3. 什么是水泥的安定性，产生安定性不良的原因有哪些？分别如何测试？[批阅意见][成绩评定] .指导教师签字：.年月日深圳大学实验报告课程名称: 土木工程材料实验项目名称: 混凝土用砂、石性能检验学院: 土木工程学院专业:实验时间:提交时间:深圳大学教务处制日期年月日实验室温度湿度一、实验目的二、实验仪器设备三、原始数据记录及处理1、砂的堆积密度测定2、砂的表观密度测定3、筛分析实验4、石子表观密度测定试验次数 1 2 备注烘干石子试样质量G 0 （g ） 12000G G G G -+=ρ*1000石子、玻璃板、瓶和水的总质量G 1 （g ）水、玻璃板和瓶的总质量G 2 （g ）表观密度ρ0 （kg/m 3）表观密度平均值（kg/m 3）3. 试验照片四. 问题讨论：1．计算砂的空隙率。

《工程地质与土力学》第七章：土的渗透性

第七章土的渗透性
图1 坝、闸渗透示意图（a）土坝渗透：（b）闸基渗透
第七章土的渗透性二、达西定律
1856年，法国科学家达西对不同粒径砂土作试验时，发现水流在层流状态时，水的渗透速度与水力坡度成正比。其表达式为：
Q k i A
v k h k i L
式中：
次；
v
i
h ——水力坡降，是水头差h与渗透路径L之比，即，无因 L
20
式中
kT k 20
——ToC和20oC时土的渗透系数；
η T 、η 20——ToC和20oC时水的动力粘滞系数，见《土工试验方法标准》（SL237-1999）。
第七章土的渗透性 ⑷封闭气体含量
土中封闭气体含量愈多，会使土的渗透通路愈小，渗透系数减小。故试验时应充分饱和土样降低土中封闭气体的影响。
第 2节
• • • •
渗透力和渗透变形
教学目的与要求：掌握渗透力、临界水力坡度的计算方法、理解渗透变形的主要形式、了解防止渗透变形的主要措施
第七章土的渗透性一、渗透力
水流在渗透过程中会遇到土颗粒的阻力作用。
根据牛顿第三定律，水对土颗粒必将产生一个相等的反作用力。我们将渗流作用在单位土体上的力称为单位渗透力，简称渗透力，以j 表示。见图7 则式中： j= w
n——孔隙率；
k
通常要求
——渗透系数，cm/s。
i
≤
[
i ]，方法同流土。
第七章土的渗透性
四、防止渗透变形的措施
根据渗透变形的机理可知，土体发生渗透破坏的原因有两个方面一
是渗流特征，即上下游水位差形成的水力坡降，二是土的类别及组成特
性。即土的性质及颗粒级配。故防止渗透变形的工程措施基本归结为： 1) 延长渗径，减小下游出逸口水力坡降，降低渗透力； 2) 增强渗流出逸处土体抗渗能力。具体措施如下： • 1、上游设置垂直和水平防渗体，以延长渗径，减小水力坡降

常水头渗透试验原理

常水头渗透试验原理宝子们！今天咱们来唠唠常水头渗透试验的原理，可有趣啦！咱先想象一下，有一堆土或者是其他啥多孔的材料，就像一个个小小的房子组成的小社区一样。

这些小房子之间有好多小通道呢。

常水头渗透试验呢，就像是在研究这个小社区里水是怎么跑来跑去的。

你看啊，这个试验装置呢，就有个装着土样的容器，土样就放在中间，就像夹心饼干中间的那层夹心一样。

然后呢，在土样的两边，一边是有水不断地流进来，这就像是有人不停地往这个小社区的一边送水。

另一边呢，水就可以流出去。

这里的水啊，就像是一群调皮的小娃娃，它们总是想找地方钻。

水为啥能在土里钻来钻去呢？这是因为土里面那些小孔隙呀。

水就顺着这些孔隙走，就像小娃娃们在小巷子里穿梭一样。

而且呢，这个水在流的时候，是有一定的动力的，这个动力就是水头差。

啥是水头差呢？就好比一边的水堆得高高的，另一边比较低，水就想从高的地方往低的地方跑，这是水的天性，就像小娃娃们看到低处有好玩的，就想从高处跑下去一样。

在常水头渗透试验里，这个水头差是保持不变的哦。

这就像是给小娃娃们设定了一个固定的游戏规则，水就按照这个规则一直流。

那水在土里流得快还是慢呢？这就和土的性质有关系啦。

如果土的孔隙大，就像大房子之间的大路一样，水就跑得比较快，就像小娃娃们在大路上可以撒欢儿跑。

要是土的孔隙小，那水就得小心翼翼地挤着走，就像在小胡同里一样，速度就慢下来了。

而且呀，这个试验还能算出渗透系数呢。

这个渗透系数就像是水在这个土里跑的速度指标。

它能告诉我们水在这种土里面渗透的能力有多强。

要是渗透系数大，就说明水在土里跑得可溜了；要是小呢，水就像个小脚老太太，走得慢吞吞的。

咱再打个比方哈。

你看那个沙漏，沙子从上面流到下面，是因为有重力的作用，就像水因为水头差在土里流动一样。

不过沙漏里的沙子颗粒大小和形状是固定的，而土里面的孔隙可是各种各样的。

这就使得水在土里的流动更加复杂和有趣。

还有哦，这个常水头渗透试验在实际生活里可有大用处呢。

第二章习题

第二章土的渗透性和渗流问题2.2.1 基础练习1、图2-1中土样横截面面积为802cm ，试验开始后10min 测得量测压管水位差为5cm ，期间渗流量为1303cm ，计算土样的渗透系数k 。

图2-1 图2-22、某渗透试验装置如图2-2所示，砂1的渗透系数11210/k cm s -=⨯，砂2的渗透系数12410/k cm s -=⨯，土样横截面面积为2002cm ，计算：（1）若在砂1、砂2分界面安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？（2）砂1和砂2界面处的单位时间渗流量多大？3、在变水头试验中，土样高度4cm ，横截面面积为302cm ，变水头管的内截面面积为12cm ，试验开始时，总水头差为300cm ，1h 后将至295cm 。

计算土样的渗透系数k 。

4、常水头渗透试验中，已知土样直径75mm ，在L=200mm 渗流路径上的水头损失为83mm ，在60s 时间内的渗透水量为371.6m ，计算土样的渗透系数k 。

5、在变水头试验中，土样长度500mm ，土样横截面面积1600mm 2，变水头管横截面面积97mm 2，初始时刻（t=0）水头高度为410mm ，当t=10min 时，水头高度降低至185mm 2，计算：（1）土样渗透系数；（2）计算t=7min 时，水头高度降低至多少？6、在变水头渗透试验中，初始水头由1.00m 降至0.35m 所需的时间为3h 。

已知玻璃管内径为5mm ，土样的直径为100mm ，高度为200mm ，计算土样的渗透系数k 。

7、不透水岩基上有水平分布的三层土，厚度分别为2m 、3m 、4m ，渗透系数分别为3m/d ，9m/d ，6m/d ，则等效的土层水平向和竖向渗透系数分别为多少？8、如图2-3所示，有A 、B 、C 三种土，其渗透系数分别为2110/A k mm s -=⨯、3310/B k mm s -=⨯，4510/C k mm s -=⨯，装在内径为10cm 的圆管中。

《土工试验规程》(SL237-1999)土力学简版

土力学实验指导书目录土力学实验的目的 (1)一、颗粒分析试验 (1)[附1-1]筛析法 (1)[附1-2]密度计法（比重计法） (2)二、密度试验（环刀法） (5)三、含水率试验（烘干法） (5)四、比重试验（比重瓶法） (6)五、界限含水率试验 (8)液限、塑限联合测定 (8)六、击实试验 (10)七、渗透试验 (11)[附7-1]常水头试验（70型渗透仪） (11)[附7-2]变水头试验（南55型渗透仪） (12)八、固结试验（快速法） (13)九、直接剪切试验 (15)十、相对密度试验 (16)十一、无侧限抗压强度试验 (18)十二、无粘性土休止角试验 (19)十三、三轴压缩试验 (20)土力学实验指导书《土力学实验》的目的土力学试验是在学习了土力学理论的基础上进行的，是配合土力学课程的学习而开设的一门实践性较强的技能训练课。

根据教学计划的需要，安排试验内容，以突出实践教学，突出技能训练。

试验课的目的：一、是加强理论联系实际，巩固和提高所学的土力学的理论知识；二、是增强实践操作的技能；三、是结合工程实际，让学生掌握土工试验的全过程和运用实验成果于实际工程的能力。

《土力学实验》的内容及要求土力学实验指导书是依据中华人民共和国水利部发布《土工试验规程》（SL237－1999）规范编写的。

根据教学大纲要求，安排下列实验项目。

也可根据实验学时选做。

一、颗粒分析试验[附1－1] 筛分法（一）试验目的测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。

供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。

（二）试验原理土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。

颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法来测定。

土力学渗透作业

1、如图4-12所示渗透试验装置，水平的圆形截面容器内装有砂土和黏土两种土样，它们的长度分别为12,L L ，如A 、B 两容器水面保持不变，水自左向右渗透土试样，总水头损失为h ∆，渗流过黏土与砂土的水头损失分别为12,h h ∆∆。

若水流经黏土和砂土的渗透系数分别为12,k k ，则12k k 等于多少？（答案：2112
h L h L ∆∆）图4-12
2、如图4-7所示，土样的孔隙比是0.75，颗粒比重为2.68。

求渗透的水力梯度达到临界值时的总水头差。

（答案：24cm ）
3、某地基土层剖面如图所示，已知承压水头h=6m ，试求基坑开挖的最大深度H 而不发生流土。

（答案：6.82m ）
4、某常水头渗透试验装置如图所示，土样Ⅰ的渗透系数s cm k /2.01=，土样Ⅱ的渗透系数s cm k /1.02=，土样横截面积2200cm A =。

如果保持图中水位恒定，则该试验的流量应保持为下列哪个选项？
A ．s cm /0.103
B ．s cm /1.113
C ．s cm /3.133
D ．s cm /0.153
分析：虽然两个土样的渗透系数不一样，但流过两个土样的渗流流量应相等。

这个判断是关键，由此建立方程。

（答案：C ）。

试验三、常水头渗透试验

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》SL237–1999。

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（k>10–3cm/s ）的粗粒土，例如砾石和砂土。

后者适用于透水性小（k<10–3cm/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 1–1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At LAkkiAt qt Q ⋅=== （ 1–1，a ）所以 A h tQL k = （ 1–1，b ）式中 k ——渗透系数，cm/s ； A ——试样截面积，cm 2； L ——渗径（即试样高度），cm ； Q ——t 秒时间内总渗透水量，cm 3； h ——常水头，cm 。

1．仪器设备如图 1–2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3～4kg ，称量准确至1.0g ，并测定试样的风干含水率。

（3）将试样分层装入仪器，每层厚2～3cm ，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。

图 1–1 常水头试验装置示意图图1–2 70型渗透仪（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3～4cm 为止，在试样上端铺约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。

变水头渗透试验原理

变水头渗透试验原理
变水头渗透试验原理是指利用变水头法测定土壤渗透系数的一
种实验方法。

该方法是通过人工调节水头高度，使水头高度从大到小逐渐减小，测量不同水头下的渗透量，并绘制曲线来计算土壤渗透系数。

在试验过程中，需要控制水头的变化速度、水头的高度、试验时间以及土壤的温度和湿度等因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。

该方法适用于各种类型的土壤，能够快速准确地测定土壤的渗透性能，具有广泛的应用价值。

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常水头渗透试验指导书

常水头渗透试验指导书《土工技术与应用》项目组2022年3月一、任务实训名称常水头渗透试验二、实训目标（一）知识目标1.掌握常水头渗透试验的原理与方法；2.掌握土体渗透性指标的概念。

（二）能力目标1.能根据规范要求进行重塑土的常水头渗透试验；2.会根据渗透系数大小判断土体的类别。

（三）素质目标1.培养学生严谨细致、实事求是的工作态度；2.培养学生与人协作、善于沟通的团队精神；3.培养学生勤于思考、善于分析的学习能力；4.培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业的职业精神；5.培养学生遵规守纪、安全第一的思想意识。

三、实训时间实训时间为2个课时（100min），其中任务布置(5min)，讨论分析(20min)，任务活动(75min)；数据整理及项目考核评价等均不占用课内时间。

四、实训场所土工实训室五、实训内容渗透是液体在多孔介质中运动的现象。

渗透系数是表达这一现象的定量指标。

土的渗透性是由于骨架颗粒之间存在孔隙构成水的通道所致。

常水头渗透试验适用于粗粒土。

要求学生以团队（小组）形式，每组5-7人，设小组长第1名，完成以下任务：1．调节：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．取土：取风干试样3～4kg ，称量准确至，并测定其风干含水率。

3．装土：将试样分层装入仪器，每层厚2～3cm ，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制其孔隙比。

4．饱和：每层砂样装好后，连接调节管与供水管，微开止水夹，使砂样从下至上逐渐饱和，待饱和后，关上止水夹。

5．进水：提高调节管使其高于溢水孔，然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于试样筒内，开止水夹，使水由上部注入筒内。

6．降低调节管：降低调节管口使位于试样上部三分之一处，造成水位差。

在渗透过程中，溢水孔始终有余水溢出，以保持常水位。

7．测记：开动秒表，用量筒自调节管接取一定时间内的渗透水量，并重复一次。

测记进水与出水处的水温，取其平均值。

8．重复试验：降低调节管口至试样中部及下部三分之一处，以改变水力坡降，按以上步骤重复进行测定。

渗流中的水头与水力坡降二渗透试验与达西定律三

流土管涌形成条件防治措施
1. 流土
在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象。
坝体
粘性土k1<<k2 渗流砂性土k2
原因：
W J 0
icr

i i cr
Gs 1 — —和土的密实程度有关 1 e
形成条件
i < icr :
i > icr : 土体处于稳定状态土体发生流土破坏土体处于临界状态
kx 1 k iHi H
k2 k3
L
H
1
竖直渗流
条件:
vi v
Δh
h hi
H Hi
x
z k1 H1 H2 H3 H
等效渗透系数:
vi = ki (Δhi/Hi)
vH i h i ki
v
k2 k3
承压水
1 H 1 ( i ) kz H ki
h
vH kz
v
i0
i
三、渗透系数的测定及影响因素 1. 测定方法
常水头试验法室内试验测定方法
变水头试验法井孔抽水试验井孔注水试验
野外试验测定方法
室内试验方法1—常水头试验法试验装置：如图
试验条件: Δh，A，L=const 量测变量: V，t 结果整理
V=Qt=vAt
v=ki i=Δh/L
k
Δh=const Δh，A，L V，t
k VL Aht
变水头试验
Δh变化 a，A，L Δh，t
k aL h1 ln At h 2
重复试验后，取均值粗粒土
不同时段试验，取均值粘性土
2.影响因素
土粒特性