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。
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/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/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。
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。
土的渗透性及水的渗流
m
kjH j
j 1
三、渗透系数的室内测定
渗透系数不能用理论方法求得，只能通过试验确定。
测定k值室内方法：定水头法、变水头法。
（1）定水头法
保持总水头差Δh不变，在t时间内，量得透过土样的
水量为Q，求k：
注水
根据达西定律
v Q ki k h
t.A
L
k QL A t h
L
h
适用于粗颗粒土，如中砂、粗砂
uA
i h L
△h代表单位重量液体从A点向B点流动时， 为克服阻力而损失的能量。
水力梯度:
水力坡降i 的物理意义为单位渗流长度上的 水力损失。
L为A、B两点间的渗流途径。
2024/11/15
例2-1 如图，求
一．a-a、b-b、c-c静水头 和总水头。
二．a-a至c-c,a-a至b-b,bb至c-c的水头损失；
例题：某基坑在细砂层中开挖，经施工抽水，待水位稳定后， 实测水位情况如图所示。据场地勘察报告提供；细砂层有关 物理力学性质指标如下：
sat 18.7kn / m3
k 4.5102 m m/ s
试求渗透水流的平均速度和 动水力(渗透力)，并判断是 否会产生流砂现象？
5.5m
细砂层
分析：1 v ki
v—断面平均渗透速度， 单位m/s或m/d； k—土的渗透系数 单位同v.
流速与水力梯度的 关系－砂土 砂土的水力梯度与 渗透速度呈线性关 系，符合达西渗透 定律。
适用范围：适用于层流范围，如砂土和一般的粘性土， 很粗的土或粘性很强的致密粘土不适合。
单位时间流过土截面A的水量q
流速与水力梯度的关系－粘土
则渗透系数k:
2.3 q lg( r2 )
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。
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。
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。
土体渗透系数参考表
上海地区地基土分布及其工程性质表1地基土构成与特征一览表表2地基土承载力设计值与特征值表3盾构设计、施工所需参数备注：1、表中所列建议值系根据室内土工试验、原位测试及类同工程经验综合确定。
2、表中带“ *数据为利用本工程初勘及邻近浦三路车站~严御路车站区间、浦三路车站详勘报告数据并结合上海地区同类工程经验提供。
3、三轴UU、无侧限抗压强度、室内渗透系数、静止侧压力系数、室内基床系数为东明路~御桥路各车站及区间详勘试验数据综合统计成果。
4、扁铲、十字板试验为本次及浦三路车站详勘试验统计结果。
扁铲试验估算基床系数应力状态与实际工作中的应力状态不同，故KH值偏大很多, 实用时需根据不同应力条件，土性、工况及变形量乘以不同的修正系数。
第①1层填土：普遍分布，层厚变化较大，一般为0.6~4.0m，土质松散不均匀，杂填土为主，夹碎石、砖块等杂质较多。
第②层可分为②1、②3层2个亚层第②i层褐黄〜灰黄色粉质粘土：拟建场地内大部分地段均有分布，局部填土较厚地段该层缺失，夹薄层粉土，可塑为主，中压缩性。
第②3层灰色砂质粉土，局部分布，桩号SCK47+200〜SCK47+512段连续分布，其它地段呈零星分布，层厚变化大，桩号SCK47+200〜SCK47+451段（JK6号孔附近），由西向东层厚由3.0m渐厚至16.3m，JK6号孔向东逐渐尖灭。
该层土土质不均，夹薄层粘土，局部较多，松散，压缩性中等，透水性较强，开挖揭露时，在一定水头的动水压力作用下，易产生流砂现象。
第③层可分为③1、③2、③33个亚层第③1、③3层灰色淤泥质粉质粘土：场地内分布较普遍，土质不均匀，夹薄层粉砂，局部较多，流塑，土质软，压缩性高，属高灵敏土，开挖时受扰动易发生结构破坏和流变。
第③2层灰色砂质粉土：场地内大部分地段分布，局部缺失，该层土质不均匀，夹薄层粘土，透水性较强，开挖揭露时，在一定水头的动水压力作用下，易产生流砂现象。
第④层灰色淤泥质粘土：场地内分布较稳定，埋深厚度变化不大，夹薄层粉砂，流塑、属高灵敏土，开挖时受扰易发生结构破坏和流变。
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 +--=。
土体工程勘察中钻孔注水试验渗透系数的计算
钻孔或花管半径 ｎｎ） 为试验段 土层渗透系数（Ｍ／ ，为孔 内 ｕ ， ｋ ｃ ｓｓ ） 注水水头高度（ ）值得注意的是 ： ｍ。 在应用公式（ ）（计算渗透系 （、） １ ２ 数值时， 留意各符号单位 间对应的换算关系 ， 要 以防出现误差影
响试 验结 果 。
２ 第 二种 情 况 ． ２
２５ 双 层均 质 土层 试 验段 混 合试 脸 渗透 系数 计 算 ．
情况 ， 应用其适用的计算公式 ： 如下分析 。
２１ 第 一种 情 况 ．
ｎ ， ｏ ｎ
试验段ｌ 跨双层均持土层时 ， 由两次试验可确定每一层的渗
（） １
１当ｌ＜４ ，＝ １ ｌ 时 — ｒ ￣ ｒｓ／２＋） ｒ ‘、 （ ｒ４ ｌ ／
钻孔注水试验是土体工程勘察 中野外测定土层渗透性 的一 种 比较简单的原位测试方法 。其适用范围一般是在水平分布且 巨厚宽的均质土层 ，试验段长度可用栓塞 、花管及套 管进行控
制 ， 般 为 ５ 左 右 。常用 的方 法 主要 有 常水 头 和 变水 头 注 水试 一 ｍ
（ ）４ 式 中各符号意义同前 ， ３（） 要特别强调 的是计算渗透系 数值时， 要认真仔细并留意各符号单位间对应 的换算关系 ， 避免
最后一层（ 层 ） 第ｎ 的渗透系数ｋ。
ｒ１ 卜
ｚ ｋ ｌ 一 ｉ ｌ
ｉ ｌ ＝
（） ９
式 中， ｌ２ ，． ；。 ｉ ，… ｎ １Ｌ为试验段 中前ｎ １ ＝ 一 层均质土层各层对
应段 长（ ； ｍ）ｌ 为段长为ｌ 。 的均质土层对应的渗透系数 （ｍ ｓ； ｃ ／）ｌ 为
含ｎ 层均质土质层试验段长度 （ ；为试验段 中含ｎ ｍ）ｋ 层均质 土层 时的混合 渗透系数 （ｍｓ ； 为试验段 中第ｎ ｃ ／）Ｉ ｎ 层均质土质对应段 长（ ； 段长ｌ ｍ）ｋ 的均质土层对应 的渗透系数（ｒｓ。 ｅ ／） ａ
关于防渗墙渗透系数测定的总结
为 有 效 粒 径 （ ｍ ）， 小于该粒径的颗粒含量占 １０％， t ：为温度（℃），K ：为渗透系数（ｍ／ｄ）。
３ 不均匀体渗透系数的综合计算
３．１ 水平分层不均匀体（图１）
K=
∑K M
i =1 i
n
K=
i
πr 2 ln(H1 • H 2 ) • A t2 − t1
−1
或 包
K=
πr 2 AT0
K ： 综 合 渗 透 系 数 ，K i ： 分 层 渗 透 系 数， M ： 渗 透 介 质 总 厚 度 ，M i ： 分 层 厚 度 。
３．２ 垂直分层不均匀体（图２）
M
式中： A =
2πl ml ln(mlr −1 ) （ r
≥ 10 ） ｍ ： 水
K=
K = Cd10 (0.7 + 0.03t )
科技创新导报
关于防渗墙渗透系数测定的总结
陈武 （ 江河（ 北京） 水电防渗工程技术有限公司 北京 １ ０ ０ ０ ２ ５ ） 摘 要： 水体在薄层防渗墙中渗透总体上服从达西定律， 但是和常规水体在半无限体岩土体中渗透规律存在差别， 通过现场试验测 定渗透系数也有千差万别， 在实际工程中需要具体分析， 选择使用试验方法。本文作者根据根据渗透系数概念、理论依据， 从工程 实践角度出发， 对常用的渗透系数测定方法进行了总结， 推荐文中比较使用试验方案， 进行防渗墙这类薄层平面半无限墙体的渗透 系数测定。 关键词：渗透 渗透系数 水力坡度 围井试验 钻孔注水试验 钻孔压水试验 常水头 变水头 中图分类号： Ｔ Ｖ ６ ２ 文献标识码： Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１０）０３（ｃ）－００４７－０３
水力坡度：水流沿渗透途径的水头降 落值与渗透途径长度的比值。 自然界实际 地下水流中， 水力坡度沿流程变化， 渗流场 任一点水力坡度表示为：
土力学考试题目
1.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时间∆t为1小时时，测压管的水头高度从h1=310.8cm降至h2=305.6cm。
试样的横断面积A为32.2cm2，高度l为3.0cm，变水头测压管的横段面积A'为1.1cm2，求此土样的渗透系数k值。
参考答案k＝4.8×10－7 cm/s2. 基坑开挖剖面如下列图所示。
其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比e1＝ 1.10，土粒密度ρs1＝2.75g/cm3，渗透系数k1＝1.8×10-5cm/s；砂土层的孔隙比e2＝ 0.68，土粒密度ρs2＝2.68g/cm3，渗透系数k2＝3.6×10-2cm/s。
设砂土层层底的测压管水头位于地表下1.5m处且保持不变，基坑开挖过程中坑内水位与坑底齐平。
〔1〕假设将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流，试证明坑底下粉质粘土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数k z为：〔2〕当开挖深度H＝5.0m时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q；〔3〕求不发生流土破坏的最大开挖深度H max。
参考答案Q＝0.027m3/d×m2，H max＝5.36m3. 某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，其渗流流网如图2－20所示。
土层的孔隙比 e＝0.96，土粒密度ρs＝2.70g/cm3，坑外地下水位距离地表1.2m，基坑开挖深度为8.0m，a、b点所在流网网格长度l＝1.8m，评判基坑中a～b区段的渗流稳定性。
i ab＝0.34，i c＝0.87，渗流平安1. 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，试样的横断面积A为55.2cm2，高度l为10.0cm，水头高差为1.6m，到达渗流稳定后，量得10分钟内流经试样的水量为636cm，求此土样的渗透系数k值。
参考答案k＝1.2×10-3 cm/s2. 如下列图所示的基坑，坑外水位h1=1.8m,坑内水位h2=0.6m，渗流流网如图中所示。
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。
双环渗水试验在地下水环评中的运用及其成果分析
双环渗水试验在地下水环评中的运用及其成果分析王广华;李亚美;李尧【摘要】自2016年1月7日环境保护部实施《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ 610-2016代替HJ610-2011),越来越多的建设项目都要对地下水环境影响评价做专项调查报告,而野外双环渗水试验测定包气带岩层的垂向渗透系数又是必不可少的.基于此,以“河南新安XX电厂新建工程地下水专项调查项目”的野外渗水试验为依据,确定了包气带岩性的垂向渗透系数,为新建工程场地污染防渗分区和防渗技术措施提供了参数依据,对地下水环境影响评价具有实际意义.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P156-158)【关键词】双环渗水试验;地下水环评;渗透系数;防渗区【作者】王广华;李亚美;李尧【作者单位】河南省地矿局第二地质环境调查院,河南郑州450053;河南省地矿局第二地质环境调查院,河南郑州450053;河南省地矿局第二地质环境调查院,河南郑州450053【正文语种】中文【中图分类】X131.3随着《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ 610-2016代替HJ 610-2011）的实施，国家对建设项目环保要求的提高，使得越来越多的项目都要对地下水做环评专题报告［1］，这对地质勘察资料的深度和广度提出了更高要求，特别是工程场地包气带防污性能方面，表层土的渗透系数对于地下水环评防渗分区的判定、地下水污染预测模型参数的选取和地下水污染防止措施的设计具有重要意义。
因此，如何提供更为合理的地质参数，是地质技术人员着重考虑的实际问题。
双环渗水试验是水文地质工程地质勘察中评价浅表部土层垂向入渗能力的常用方法。
其优点是能够完全保持岩（土）的天然结构，试验精度高，设备简单，费用低廉和效果好［2］。
本文以河南省已审批过的新安XX电厂工程场地的野外渗水试验为依据，为地下水环评提供合理的地质建议值。
拟建工程场地位于涧河河谷平原区，地表被第四系冲积层所覆盖，地表岩性为粉土、粉质黏土，地层结构简单。
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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。