雙環法測野外滲透系數SK-500型試坑雙環注水試驗裝置
雙環法測野外滲透系數
一、實驗目的和意義
雙環(huan)法試(shi)驗(yan)是野外測定包氣帶非(fei)飽和松散巖層的(de)(de)滲透系數的(de)(de)常用的(de)(de)簡易(yi)方法，試(shi)驗(yan)的(de)(de)結果更接近實際(ji)情況。利(li)用這(zhe)個試(shi)驗(yan)資料研(yan)究區域(yu)性(xing)水(shui)均衡以及(ji)水(shui)庫、灌區、渠道(dao)滲漏(lou)量等都是十分重(zhong)要的(de)(de)。
二、實驗方法
野外測定(ding)包氣帶非飽和松散(san)巖層的滲透系數(shu)常用的是試坑法(fa)(fa)(fa)，單環法(fa)(fa)(fa)和雙環法(fa)(fa)(fa)。其(qi)中雙環法(fa)(fa)(fa)的精度zui高。
三、實驗原理
在一(yi)定的(de)(de)(de)水(shui)文地質邊界(jie)以內，向地表(biao)松散巖層進行注水(shui)，使(shi)滲入的(de)(de)(de)水(shui)量達到(dao)穩定，即單(dan)位時間的(de)(de)(de)滲入水(shui)量近似相等時，再利用達西定律的(de)(de)(de)原理求出(chu)滲透系數（K）值(zhi)。
在坑底嵌入兩個高約20cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環，試驗時同時往內、外鐵環內注水，并保持內外環的水柱都保持在同一高度，以0.1m為宜，由于外環滲透場的約束作用使內環的水只能垂向滲入，因而排除了側向滲流的誤差，因此它比試坑法和單環法的精度都高。
圖(tu)1雙(shuang)環法滲(shen)水試驗(yan)示(shi)意(yi)圖(tu)
四、實驗儀器
雙環、鐵鍬、尺子、水桶、膠(jiao)帶(dai)、橡皮管
五、實驗步驟
（1）選(xuan)擇試(shi)驗場地(di)，在潛(qian)水埋藏深度大于(yu)5m的(de)地(di)方為好。如果潛(qian)水埋深小(xiao)于(yu)2m時，因滲透(tou)路徑太短，測(ce)得的(de)滲透(tou)系數不真實(shi)，就不要使用滲水試(shi)驗。
（2）按雙環法滲(shen)水試驗(yan)示意圖，安裝(zhuang)好(hao)試驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)。
（3）往(wang)內(nei)、外鐵環(huan)內(nei)注水，并保持(chi)內(nei)外環(huan)的水柱都保持(chi)在(zai)同一高度，以0.1m為宜。
（4）按(an)一定的時(shi)(shi)間間隔觀(guan)測滲入(ru)水量(liang)。開始時(shi)(shi)因滲入(ru)量(liang)大，觀(guan)測間隔時(shi)(shi)間要短(duan)，稍后可按(an)一定時(shi)(shi)間間隔比(bi)如每10分(fen)鐘觀(guan)測一次(ci)，直至單位時(shi)(shi)間滲入(ru)水量(liang)達到相對穩定，再延續2～4小時(shi)(shi)即可結束試(shi)驗(yan)。
六、注意事項
（1）隨時保(bao)(bao)持內外(wai)環的水柱都保(bao)(bao)持在0.1m的同一高度。
（2）向供水瓶注水時(shi)，做(zuo)好水量轉換(huan)(huan)的換(huan)(huan)算
七、實驗成果
（1）野(ye)外滲水(shui)試驗的(de)記錄格式(shi)見(jian)表1。
表(biao)1 野(ye)外滲水試驗記錄
工(gong)程(cheng)名稱 試驗(yan)者
工(gong)程編號 計算(suan)者(zhe)
試驗(yan)日期 校核者(zhe)
試驗次數 | 經過的時間 (s) | 滲透流量 m3/min | 滲透速度 m/min | 滲透系數 m/min |
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注：A－雙環內徑面積（314cm2） I是水力(li)梯度(du),
（2）計算滲透系數
根據(ju)達(da)西定律： k=Q/AI
式(shi)中(zhong) Q－穩定滲流量（m3/min）；
K－滲(shen)透系數（m/min）；
A－雙環內徑面積（m2）；
Z－滲坑內水層(ceng)厚度（m）；
L－在試驗時間段內，水(shui)由試坑底(di)向土層中滲透的深度（m）；
Hk－水向干土中滲透時，所產生(sheng)的(de)毛細壓力，以水柱高表示（m）；
L值可(ke)在試(shi)驗(yan)后(hou)用手搖鉆取樣，測定其(qi)含水量(liang)變化得知。Hk按(an)表2確(que)定。如果當試(shi)驗(yan)層為粗砂(sha)或粗砂(sha)卵石層，而試(shi)坑中水層厚度為10cm時，Hk與Z及L相(xiang)比(bi)則很小I近似等(deng)于1，則
K=Q/A=V（滲(shen)透速度）
若試驗層是粘性土類，可按Hk的實際數值代入公式計算得出I值，再利(li)用 求(qiu)得滲透系數(shu)（K）。
表2. 不(bu)同巖性毛細壓(ya)力Hk表
巖石名稱 | Hk（m） | 巖石名稱 | Hk（m） |
重亞粘土 輕亞粘土 重亞砂土 輕亞砂土 | ≈1.0 0.8 0.6 0.4 | 細粒粘土質砂 粉砂 細砂 中砂 | 0.3 0.2 0.1 0.05 |
（3）成果
①繪(hui)制試(shi)坑平面位置圖；
②計算滲透系數。
為了解在滲(shen)水試驗過程中滲(shen)透流量(liang)及(ji)滲(shen)透速度隨(sui)時(shi)間的變(bian)化(hua)，繪制滲(shen)透流量(liang)及(ji)滲(shen)透速度隨(sui)的歷時(shi)曲線。b
