实验二 给水度 孔隙度 持水度测定实验

仪器编号：
试样体积：
cm3 透水石选用负压值：
试 样 粒径 进水量 名 （mm） （cm3） 称
累计饱 水时间 （min）
退水量 （cm3）
累计退 水时间 （min）
孔隙度 （%）
给水度 （%）
持水度 （%）
cm 备注
平 均
实验日期 同组成员
报告人
班号
组号
体积法（2）
一、仪器设备
1．玻璃管：直径 4cm，长 25cm。管底部放有筛网，底上有一个入水孔 2，击棒：一根 3．金属小土铲：一把 4．小漏斗：一个 5．量筒:（容量 500ml）一个 6．量杯：（容量 l00ml）一个 7．烧瓶架及烧瓶夹；二个
4．测定孔隙度：适当抬高滴定管，使其液面略高于试样筒口。打开 a、b 开关（同时用 手表计时），用 b 开关控制进水速度。试样饱水后立即关闭 b 开关。记下 A 滴定管进水量及 饱水累计时间，填入（表 2-1）。进水量（体积）与试样筒容积之比就是这种试样的孔隙度。
5．测定给水度：将 A 滴定管加满水并装上三通管。用胶头滴管调整三通管液面（如图 2-2）。将 B 滴定管初始刻度调至 100m1 处。同时降低 A、B 滴定管后，打开 b 开关，使从 试样中退出的水沿三通管进入 B 滴定管。退水过程中，三通管液面到透水石底面的距离不 得大于透水石的选用负压值。退水终止后，将退水量和累计退水时间记入（表 2-1）。退水 量（体积）与试样体积之比就是试样的给水度。
实验二 给水度、孔隙度、持水度测定实验
一、实验目的
1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 3．熟悉给水度仪并对仪器进行标定。 4．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。
二、实验原理
给水度就是饱水岩石在重力作用下，能从岩石中自由流出来的水的体积与整个岩石体积 之比。在数值上相当于岩石饱和容水度（简称容水度）与最大分子水容度（持水度）之差。
给水度、孔隙度和持水度的测定有两种方法：体积法和差值法。体积法适用于碎石、砾 和砂等粗粒岩土。差值法适用于砂、粉砂和粘性土等细粒岩土。
本实验要求掌握体积法测定砂的给水度、孔隙度和持水度。
体积法（1）
一、仪器设备
1．给水度仪（图 2—1）。 2．十二指肠减压器，或大号吸耳球，用以抽吸气体。 3．量筒（25ml）和胶头滴管。 4 ． 松 散 岩 石 试 样 ： 砾 石 （ 粒 径 为 5~10mm ， 大 小 均 匀 ， 磨 圆 好 ）； 砂 （ 粒 径 为 0.45mm~0.6mm）；砂砾混合样（指把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试 样）。
3．注水入滴定管至零刻度。然后徐徐打开管夹 b，使水由下而上饱和试样，直至试样 表面刚见自由水面为止，关管夹 b，测记注水量V 1 。
4．打开管夹 a，使试样中水在重力作用下流入量杯中。待水流停止时（一般不少于 10 小时），测记排水量V 2 ，关管夹 a。
5．倒出砂样，洗净玻璃管，底端放水口堵上橡皮塞，用量杯加水至装样高度 H 1 处， 记下体积V 3 。
试样 编号
水充满砂样 孔隙的体积
（cm3）
自由流出 水体积 （cm3）
砂样总体积 （cm3）
孔隙度
给水度
最大分子 水容度
1
2
3
平均
实验日期
报告人
班号
组号
同组成员
Baidu Nhomakorabea五、几种松散岩石给水度
松散岩石名称
给水度
松散岩石名称
给水度
砾石
0.35-0.30
细砂
0.20-O.15
粗砂
0.30-0.25
极细砂
0.15-O.10
二、实验步骤
1．将玻璃管固定在支架上，简底部装有透水板，板上铺有金属网布，打开管夹 b 放水， 当水面升至透水板顶部时，关管夹 b。
2．把风干砂样，分三至五次装入玻璃管内，每装一层都要用捣棒轻轻捣实，用力大小
须一致，记下装样高度 H 1 （一般为 20 厘米）。
图 2-3 体积法装置
1—支架；2—高柱筒；3—滴定管；4—量杯
平。 第二步，测定透水石的负压值。打开 a、b 开关，缓慢降低 A 滴定管，同时注意观测其
液面的变化。当滴定管液面突然上升时，立刻关闭 b 开关。此时滴定管液面到透水石底面的 高度就是透水石的负压值。
反复测定几次，选其中最小数值（指绝对值）作为实验仪器所采用的负压值。 2．标定试样筒的容积 将试样筒装满水，用量筒或滴定管测出所装水的体积即为试样筒的容积。 （以上两步可以由实验室同志在实验课前做好。）
三、实验步骤
1．连接：将试样筒与滴定管装满水，同时打开 a、b 两开关，在两管口同时流水的情况 下连接塑料管。关闭 a、b 开关，倒去试样筒中剩余的水。
2．检查：试样筒与滴定管连接之后，检查仪器底部漏斗是否有气泡，如有气泡先要参 照实验室准备工作中第 1 点进行排气，然后重复第 1 步。
3．装样：装样前，将 A 滴定管液面调到零刻度，关闭 a、b 开关，用干布把试样筒内 壁擦干（注意不要将干布接触透水石）。装砾石样和砂样时，不用安装装样筛，直接将试样 逐次倒入试样筒并轻振试样筒以保证试样密实，直至与试样筒口平齐。装砂砾混合样时，先 按上述方法把砾石装满，再安装装样筛，将砂样从装样筛中漏入，直至完全充填砾石样孔隙。
6．重复上述 3、4、5 步骤，测定另两种试样的孔隙度和给水度（也可以分组测定不同 试样，各组交换实验记录）。
四、注意事项
1．防止仪器底部漏斗有气泡。 2．自下往上饱和试样过程要缓慢，以避免砂样中残留气泡。 3．测量水体积，要注意读数精确。
五、实验成果
完成实验成果（表 2-1） 表 2-1 给水度、孔隙度和持水度实验记录表 (体积法 1)
中砂
0.25-0.20
六、思考问题
（1）从试样中退出的水是什么形式的水？退水结束后，试样中保留的水是什么形式的 水？
（2）根据实验结果，分析比较松散岩石的孔隙度、给水度、持水度与粒径和分选的关 系。
6.用相同的试样，同样的方法，再做一次。取两次实验结果的平均值。
三、注意事项
1．防止玻璃管底部漏水。 2．自下往上饱和试样过程要缓慢，以避免砂样中残留气泡。 3．测量水体积，要注意读数精确。 4．用这种方法测定的给水度，由于排水时间有限，结果一般偏小
四、实验成果
完成实验成果（表 2-2）
表 2-2 给水度、孔隙度和持水度实验记录表 (体积法 2）
其计算公式为 V2 V3 。
孔隙度是指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。其计算公式为
n V1 V3 。
持水度是指饱水岩石在重力作用下释水后，岩石中保持的水的体积与岩石体积之比。其
计算公式为 Sr n 。 式中：V1 —水充满砂样孔隙的体积（进水量体积）（ cm3 ）； V2 —重力作用下，饱水砂中自由流出的水体积（退水量体积）（ cm3 ）； V3 —饱水砂样的总体积（试样体积）（ cm3 ）
2
3
4 5
6 7
a
10
A
20℃
0
B
20℃
0 10 20
50
60
a
70 9
80
90
100
100
b
8
1 H
2
A
20℃
0
B
20℃
0
10
20
图 2-1 给水度仪图
图 2-2 胶头滴管调整三通管液面示意图
1—装样筛；2—筛板；3—试样筒；4—透水石；5 —固定连接板；6—试样筒底部漏斗；7—弹簧夹；
二、实8—硬验塑室料管准；备9—工滴定作管；10—三通管
1—H 为三通管液面到透水石底面的距离； 2—三通管液面
1．标定透水石的负压值
透水石是用一定直径的砂质颗粒均匀胶结成的多孔板。透水石的负压值是指在气、液、 固三相介质界面上形成的弯液面产生的附加表面压强。标定方法如下：
首先，饱和透水石并使试样筒底部漏斗充满水（最好用去气水，即通过加热或蒸馏的方 法去掉水中部分气体后的水）。具体做法是：将试样筒与底部漏斗一起从开关 a 处卸下（见 图 2-1），浸没于水中并倒置，将漏斗管口与十二指肠减压器抽气管连接，抽气使透水石饱 水，底部漏斗全充满水。用弹簧夹在水中封闭底部漏斗管，倒转试样筒，将装有水（可以不 满）的试样筒放回支架。同时打开 a、b 两开关，在两管口同时流水的情况下连接塑料管。 关闭 a、b 开关，倒去试样筒中剩余的水，将 A 滴定管液面调至零刻度，并与透水石底面水