土工试验规程—粗颗粒土的渗透及渗透变形试验

式中 符号见本 规程式 （ ０２、式 （ ０３ ５ ．） ． ５ －） －
注 ：标准温度 （０ ２ Ｃ〕时试样 的渗透 系数应为 ｋ ＝ｋ ． ， 度的关 系杳 ５．３－０４ １９ 渗透试验 》表 ３４２ １ ７ １－ ９《 ２ ９ ． ， ．
７比念温 ｓ 值０ ｏ ７ ， ， ５
为２－２ ｃ ； 石不应小于ｄ 的３ 倍 ， 包括试 ０ ５ 卵 ｍ ； －５ 以 样中最大 颗
粒 为度。 装填分层厚度 砂土一般为 ２ ｃ 砂砾石 及砂 卵石 为 ＾３ ｍ； ｄ： １５ ． 倍 。 ， ．一２。 的 ４ １２ 原状试样制备 ．． １ 取样位置 应选择有代表性地层 和渗流流态条件 的不 同部 位 ，如防渗墙底部、坝基 内部段 、水流 出逸段 、抗 渗强度较低处
管之间试样厚度的ｌ－ｌ 曲线。 ｇ ｇ ｉ ｖ 临界坡降可根据Ｉ －ｇ 关系 ｇ ｌ ｉ 二
再缓慢地提升水箱， 每次提升 １ 待水箱水位与试样中 ｃ ｍ， 水位相
等 ，并停 １ ｍｉ ， 提升水箱。随着供水箱上升 ， ０ ｎ后 再 让水 由仪器 底部向上渗人 ，使试样缓慢饱和 ，以完全排除试样中的空气 。与 此同时， 随着水位 上升， 应接通相应 的测压管 。若试验用 自来水 ， （ 应 至少贮 存一 天曝气后再 用来作试 验用水 ，以减少水 中气体 的
５０５ 在双对数纸上 ， ．． 以渗透坡降 ： 为纵 坐标，渗透速度 二为横 坐标 ，绘制渗透坡降与渗流速度关系 曲线 （ ｉ ｖ曲线） 如 图 ｌ －Ｉ ｇ ｇ ，
Ｓ． ５ｅ ０．
５０６ 对管涌破坏的试样 ，应分别确定其临界坡降及破坏坡降 ．． 首先根据试样的总厚度作 出 Ｉｉ Ｉ，曲线 ，必要时还应作 出测压 ｇ－ ｇ － ，
行 检定 。
３３ 仪器检查 ． ３３ １ 将下进水 口与供水管相连接 ，使 ．． 仪器充水 ，检查 仪器 的各部 件是 否堵塞 及漏水 等。 检查完毕后 ， 降低供水箱 ， 使 水箱 中水位与下透水板 的下 沿齐平 。 ３３２ 取去顶盖 ，放人孔径 ５ 的下 ．． ｍｍ 透水板 ， 并铺 以同样直径 的滤 网， 以免细 料 漏失 沿仪器 壁和滤 网之 间的接触缝
离析 ） 。
４２２ 为减 少试 验过程 中由于试 验用水分离 出的气泡堵塞试样 ．． 孔隙 ， 影响 试验准确度 ， 力求使试验用水的温度等于或高于室温， 或采用其他排气措施 ４３ 试验步骤 ． ４３１ 根据工程要求 ，如需要 在试验过程 中在试样顶面施 加荷 ．． 载 ，则利用加荷设备 ，通过活塞及＿透水板对试样施加荷载。 ［ ４３ ２ 试验 时， ．． 选择初始渗透坡 降及渗透坡 降递增值 ， 应先根据 细 粒含量大致 判别 试样渗透变形 的破坏形式 。如为管涌破坏 ，则 渗透坡 降初始值及递增值要小一些 。如 为流土破坏 ，则渗透坡降 初 始值 及递增值应大一些 。其原则是既要测得试样 临发生变形前 的坡 降，又能准确地测得临界坡降 。 ４３３ 提升供水箱， ．． 使供水箱的水面高出渗透容器的溢水 口 （ 上 进水 口） ，保 持常水头差 ，形 成初始渗透坡 降。 ４３４ 对 管涌土 ，加第一级水头时 ，初始渗透坡 降可为 。０－ ．． ．２ ００ ； １３ 然后一般可按 。０， ， １， ． ， ， ， ， ， ．５ ０１ 。 ５ 。２ ０ ３ ０４ ０５ ０７ ． ． ． ． ．
式中
ｎ ａ — 试样干质量 ， ｄ ｒ 试 样半径 ， — 六 一一 试样高度 ，
ｃ ｍ ；
Ｐ ｄ 干密度， ／ ＇ — ｇ ； ｃ ｍ ｐ一 － 一水的密度， ／ ａ ｇｃ ； ｍ
ｎ — 孔隙率 ， ％； Ｇ— 土粒 比重 。 ， 土粒 比重 Ｇ 应 为粗细颗粒混合 比重 ，即 ：
隙涂一圈油泥或橡皮泥
图 ３１１ ．． 垂直渗透 变形仪示意图
１ 一简身 水板 ２ 一上盖 ；３ 上透 一 ４ 一下透水 板 ； 斜透 ５一
水 板；一 上进水 口（ ６ 溢水 口） ； ７ 一下进 水 口（ 溢水 口） ８ ；一测 压孔 ９ 一排气 孔 工一 上排 。 气孔 ．１ １－橡皮止水 ；２ １－集砂 器 ；１一 支架 ３
气孔 ） 。
３１２ 供水设备 ： ．． 供水箱 ， 提升架 、 皮管。 橡 供水箱设置溢流堰 ， 能保持常水头 。 ３１３ 加 荷设备 ：活塞杆、加荷框架、加荷杠杆和百分表支架 ．．
４．０ ３
３ １４ 量测设备 ： ．． 测压管 、 量筒、秒表、 温度计 、百分表 和测压装置。 ３ １５ 其他设备 ： ． ． 击锤 （ 或振动器） 台 、 秤 、天平及标准筛 等 ３２ 仪器设备的检定和校准 ． ３２ １ 加荷设备 ：加荷框架 、加荷杠杆 ．． 应参照 Ｓ １４ ５的杠杆校验和珐码 校 Ｌ －９ １ 验进行校验 。 ３２２ 量 测设备 ： ．． 量筒、 秒表 、 温度计 、 百分表等应按有关规程进行检定 。 ３２３ 台秤 、天平应按有关检定规程进 ．．
４３ ４
（－ ． ） ５ ０ １３ －
式 中 Ｇ ， — 分别 为粒径 大于和小 于 ５ ， ａ Ｇ 尸 ； 土的含量， ％
５０２ 按式 （ ０２ ．． ５ ．）计算渗透坡降： ．
， 万一 ＝ 式中 Ｉ — 渗透坡降 ； △ Ｈ— 测压管水头差 ，ｃ ｍ；
１０ ２ 本 试 验 适 用 于 扰 动 的 粗 颗 粒 土 试 样 和 原 状 粗 颗 粒 土 试 样 。 ．．
２ 引 用 标 准
Ｓ １４ ５ Ｌ １－９ 杠杆式固结仪校验方法 。 Ｓ ２７ ５－ １９ 粗颗粒 土的土样制备》 Ｌ ３－０３ ９９《 。
３ 仪 器 设 备
３１ 仪器设备 ． ３１１ 垂直 渗透变形 仪： 图 ３１１ 包括仪器筒 、 ．． 见 ．． 。 顶盖、底座 、 透水板及支架 。仪器筒身 内径为 ２ ｃ 和 ３ ｃ ０ ｍ ０ ｍ两种 ；仪器高度 分别 为直径的 ３ 和 ２ 倍 倍。顶盖中心为一活塞套 。透水板分上透 水板 和下透水板 ，上 透水板兼起传 递荷载作 用。透水板孔径分别 为 ３ ５ ７ （ ， ｍｍ 在下渗水板之下 ，也 可设置斜透水 板，坡 度为 ， Ｃ ： ）￣ （ ： －） １５ ，用以排 除水 中含气，斜 透水板上端设有排
式中 Ｑ 渗 量，ｍ ｓ 一 流 ｃ丫； Ａ 试 面 ｃ＇ 积，ｍ； — 样
。 渗透流速 ｍ／＞ ，ｃ ｓ — ５０４ 按式 （．．）计算 渗透 系数 ： ．． ５０４
（． ） ５ ０４ － ｋ＝ ｖ Ｔ
，
３３３ 开启全部 测压孔 ，使之处于排气状态。 ．．
４ 操 作 步 骤
４ １ 试样制备 ． ４ １１ 扰动试样制备 。 ．． １ 从风干 松散的土样 中， 、 取具有代表性土样 ， 进行颗粒分 析试验 ，确定试 样的颗 粒级配，并绘制颗粒级配曲线。 ２ 根据试验土样粒径， 按仪器内径应大于试样粒径 ｄｓ ５ ａ 的 倍
５ 计 算和 制 图
５０１ 按下列两式计算试样 的干密度和孔 隙率 。 ．．
１ 干密 度 ：
刀ｄ
ｔ＇ ｒｈ
（ ． ．－ ） ５ ０ １１
２ 孔 隙率 ：
一（
１一
－ ．二
Ｐ ｛ｎ ｉｗ ＼ ，， ｄ 、 。
（ ０． － ５． １ ２）
Ｐ 行 ， ｗ ｌ
△ｌ 了 （ ．０ ５ ．２）
Ｌ 与水头差△ Ｈ相应的渗 — 径长度，
５０３ 按式 （．．）计 算渗透 流速： ．． ５０３
协
ｖ＝ Ａ
Ｑ （ －０ ） ５ －３
等部位取样 。
２ 在取样地点 首先挖 一尺寸大于试样尺寸的土柱 ， 除去土 样表面的扰动土 ，再用削土工具小心地慢慢地将土样削至所要求 尺寸 （ 圆形 ） ３ 环绕 土柱底 四周 的水 平土 面 仁 垫一 层砂 ，并使 垫砂 铺
平整
４ 套上筒身 ， 身与试样周 围间隙大致 相等 ， 筒 埋设中间测压 管，间距 １ ｃ 左 右 ，然后在 试样周 围浇注膨 胀快 凝水泥砂 浆 ０ ｍ
４ ２ ３
（ 配合比 ： 水灰 比 。６ 、灰砂比 １ １ ． ５ ： ，掺 ２％生石膏、２ ％氯化 ０ ０ 钙、。０５ ０ ％铝粉 ） ，浇好养护 ５ 待砂浆有一定 强度后 （ 一般 ２ ｈ ，小心地切断土柱 ，然 ４ ） 后 连同筒身运 至室内 将 试样削平，在试样下端放置下透水板及 斜透水板 。接上下进水 口，并与供水 管连接 ４２ 试样饱和 ． ４２１ 试样装好后 ， ．． 测量试样的实际厚度 ， 然后采用热水饱 和法 进行饱和 ， 即在供水 箱内贮存 热水 ， 使水位略高于试样底面位置 ，
４３１
选择仪器。当常规试验的仪器内径不能满足要求时， 应设计加工大 直径的渗透变形仪。或根据试样情况 ， 可对最大允许粒径以上的 亦 粗颗粒按 Ｓ ２７ ５－ ９ 规程 ３ １３ Ｌ ３－０３ １ ９ ９ ．． 的规定加 以处理。 ３ 根据需要控制的 干密度 及试样 高度 ， 按式 （． ）计算 ４１１ ．
粗颗粒 土的渗 透及渗 透变 形试验
Ｓ ３－ ０６ １９ Ｌ２ ７ ５－ ９９
目的和适用范围 １ ０ １ 本 试 验 的 目 的是 侧 足 粗 颗 粒 土 在 渗 流 水 通 过 时 ， 样 的 渗 ．． 试
透系数和细颗粒随渗流逐渐流失的临界坡 降 （ 管涌）及土体整体 浮动时的破坏坡 降 （ 流土） 。
１０ １ ， ， ． ． ． ， ２０ …等坡降递增 但在接近临界坡降时， ５ 渗透坡降
４３ ３
递增值应酌量减小。 对于非管涌土， 初始渗透坡 降可适 当提高 ， 渗 透坡降递增值应适当放大 ４３５ 每次升高水 头 ３ ｍｉ １ ．． ０ ｎ至 ｈ后 ， 测记测压 管水位 ， 并用量 筒测读 渗水 量 ３次。每次测读 间隔时 间一般 为 １＾２ ｍｉ。同时 ０ －０ ｎ 测读水温 、室温。对非管涌土 ，测读间隔时间可适 当延长 。仔细 观察试验过程 中出现的各种现象 ，如水 的浑浊程度 、冒气泡 、细 颗粒的跳动 、移动或被水流带 出、土体悬 浮、渗流量及 测压管水 位的变化等 ，并描述记 于记 录中。 ４３‘ 如果连续 ４次测得 的水 位及渗水 量基本稳定， ．． 又无异常现 象 ，即可提升至下一级水 头。 ４３７ 对于每级渗透坡降 ，均按本规程 ４３５的规定重复进行 ， ．． ． ． 直至试验破坏 。当水 头不能再继续增 加时，即可结束试验。
试 样质量 ：
式 中 ｍ， —
ｍ ，＝ｐａ＇＇ ，ｒ ｈ （．．） ４１１ 试验需要的干土质量 ， ； ９
Ｐ一 一 的干密度 ，Ｓｃ ； ， 需控制 ／ｍ＇ ｒ 一 ，ｃ 一 仪器筒身 半径 ｍ； ｈ一 试样高度 ｍ ，ｃ ‘一 ４ 称取试样后 ， 为减少粗细颗粒分 离现象 ， 保证试样的均匀 性 ，应 当分层装填试样 ，且每层 的级配应相ｆ ，还可酌加相当于 ａ ｌ 试样 质量 １ ０－％的水分 ，拌 和均 匀后再进行 装样。 ０－２ ｓ 将称好的试样均匀分层装人仪器 中， 击实锤 （ 用 对于风化 石渣或易击碎之 土料 可采用振 动加 密法）击实。达到要求的密度 试样总厚度： 砂土不小 于 １ ｃ ０ ｍ；细砾石不小 于 １ ｃ 中粗砾 石 ５ ｍ；