、雙環滲透試驗

1.  SZKH-A帶閥門雙環注水滲透試驗裝置 試(shi)驗的目的及(ji)意義

SZKH-A帶閥門雙環注水滲透試驗裝置 

雙(shuang)環法試驗(yan)是(shi)野外測定(ding)包氣帶非(fei)飽和松散巖層(ceng)的(de)(de)滲透系(xi)數的(de)(de)常用(yong)的(de)(de)簡易(yi)方法，試驗(yan)的(de)(de)結果更接近實際情(qing)況(kuang)。利用(yong)這個試驗(yan)，主要為(wei)研究區域(yu)性(xing)水均衡、水庫、灌區、渠(qu)道滲漏(lou)量、山(shan)前地區地表水滲入量等進行的(de)(de)。

2.   試驗的(de)適用(yong)范(fan)圍對砂(sha)土(tu)和粉土(tu)，可采用(yong)試坑法或單(dan)環(huan)(huan)法；對粘性(xing)土(tu)應采用(yong)試坑雙環(huan)(huan)法。

3.   試驗(yan)的(de)基本原理

在一定(ding)的(de)水(shui)文地(di)質邊界以內，向地(di)表松(song)散巖層進(jin)行注水(shui)，使滲入(ru)的(de)水(shui)量(liang)(liang)達到穩定(ding)，即單位時間(jian)的(de)滲入(ru)水(shui)量(liang)(liang)近似相等時，再利用達西(xi)定(ding)律(lv)的(de)原理(li)求出滲透系(xi)數（K）值。

4.   試驗儀(yi)器及制樣工具(ju)

滲(shen)水(shui)雙環（兩個高約50cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環）、兩套帶(dai)有刻(ke)度(du)的供水(shui)桶(tong)、膠帶(dai)、橡皮管,止水夾、鐵鍬(qiao)、尺子、及若干要填在試環底部的小礫石。

5.   試驗步驟

（1）    確定試(shi)點,開(kai)挖試坑(keng)。確定試點有(you)三個原(yuan)則：

1)   代(dai)表性。試點處的(de)包氣帶巖層要能代(dai)表試區相當(dang)大范圍內包氣帶巖層的(de)情況；

2)   *性(xing)。試點處(chu)包氣帶(dai)巖層的選擇應與大目(mu)標*，如本次實例是為了選擇人工(gong)回灌(guan)點，所以選擇包氣帶(dai)巖層滲透性(xing)能較(jiao)好的部位進(jin)行(xing)試驗(yan)。

3)   選擇(ze)試(shi)驗場地，zui好在潛水埋藏深度大于5m的地(di)方為好。如果(guo)潛水埋深小于2m時，因滲透路(lu)徑太短，測(ce)得的滲透系數不(bu)真實，就不(bu)要使用滲水試驗。

試(shi)坑開挖：

鏟去表土(tu)，露(lu)出(chu)目標層，試(shi)坑深(shen)度應大于0.8-1.2m，試坑面積1.3×1.0m左右(you)，以消除包氣帶表(biao)層植被(bei)根系對試驗的影響。

（2）    ??壓入雙環(huan)、鋪(pu)礫、立標

將(jiang)雙(shuang)環同心壓入試坑底(di)部中央，原則上壓入0.8-1cm即可，實際(ji)中，將雙環壓(ya)入試層3-8cm。鋪礫的(de)目的(de)是防(fang)止(zhi)注水(shui)時將環底的(de)沙層沖起，試驗中實際鋪礫3-4cm。

立標的目的在于，定水(shui)頭注水(shui)時(shi)，控(kong)制(zhi)環(huan)底水(shui)層厚度，一般控(kong)制(zhi)在10cm，需要(yao)說明的(de)一點(dian)是，此處所(suo)言的(de)“水(shui)層厚度”是包括環(huan)底鋪礫厚度在內的(de)。

（3）    水(shui)頭注水(shui)、觀測記錄

以環(huan)(huan)(huan)底水(shui)標(biao)為準，保持標(biao)頭剛好淹在水(shui)中，內外(wai)環(huan)(huan)(huan)同(tong)時(shi)(shi)定水(shui)頭注水(shui)（隨時(shi)(shi)保持內外(wai)環(huan)(huan)(huan)的(de)水(shui)柱都(dou)保持在10cm的同一高度。這樣即可認為，內外環之(zhi)間滲入的水主要(yao)(yao)消耗在側(ce)向擴散上，內環滲入的水主要(yao)(yao)消耗在垂向滲透上，為準垂向一維滲流）。

同時從供水(shui)桶觀測注(zhu)入水(shui)量。記錄的時間，開始(shi)時因(yin)滲(shen)入量大，觀測間隔時間要短，稍后可按一(yi)定時間間隔比如每10分鐘觀測一次。

（4）    滲入速度(du)穩定，完成試驗

試驗記錄的過程中，繪制出(chu)滲(shen)速時間v-t曲(qu)線，當試(shi)驗時(shi)間（一般為30分鐘）曲(qu)線保持在一個不(bu)大的(de)區(qu)間(jian)(jian)，再延續(xu)一段時間(jian)(jian)，如(ru)2-3h，即可結束試驗。

6.   試驗數據

（1）隨(sui)時保(bao)持內外環的水柱都保(bao)持在0.1m的同一高度。

（2）向供水(shui)瓶(ping)注水(shui)時，做好水(shui)量轉換(huan)的換(huan)算

*組(zu)

T(min)12251010Q(ml)300200100150450450

第(di)二組

T(min)12251010Q(ml)250200120190400400

7.   試驗數(shu)據處理

（1）計算滲透系數

根(gen)據達西定律：?

式(shi)中 Q－穩定滲(shen)流量（m3/min）；

A－雙環內徑面積（m2）；

K－滲透系數（m/min）；

I—水力(li)梯度，滲透系數(shu)為1的滲透(tou)流速(su)；

?

式中Z－試坑(keng)內(nei)水層厚度(du)（m）；

L－在試(shi)(shi)驗時(shi)間段內，水由試(shi)(shi)坑(keng)底(di)向土(tu)層(ceng)中滲透的深度（m）；

?－水(shui)向干土中滲透時，所產(chan)生的毛細壓力(li)，以水(shui)柱(zhu)高表示（m）。試(shi)驗地點土為粘性，其大小(xiao)約為1；

時間min

滲透(tou)深度（cm）

水力梯(ti)度(du)I

滲(shen)透系數m/mim150

3.200.0024530.001050.0006100.0004200.0004300.0004

（2）滲透速度隨時間變化的曲線?

8.   試驗成(cheng)果分析及(ji)工(gong)程應(ying)用

由(you)于經(jing)濟成本低(di)且簡便易(yi)行，在包氣帶巖層參(can)數的求取中，雙(shuang)環滲水試(shi)驗具有重(zhong)要的實(shi)用價值，但要慎(shen)重(zhong)對待試(shi)驗數據采集(ji)(ji)和(he)處理(li)，在采集(ji)(ji)中盡(jin)量避免(mian)人為誤(wu)(wu)差(cha)，在處理(li)中力求減小概化誤(wu)(wu)差(cha)。

由于(yu)基于(yu)垂向一(yi)維滲流，在公式法求(qiu)滲透系數的(de)(de)過程中，側(ce)向滲透對求(qiu)解(jie)結果的(de)(de)影響(xiang)頗大。因此，在雙環(huan)(huan)試(shi)驗中保(bao)持內(nei)、外環(huan)(huan)水層高(gao)度*很重(zhong)要。

在入滲(shen)速度近似法求k中，約束(shu)條(tiao)件為(wei)HS+0.5HC/Lw很小，要(yao)使此條件(jian)得到(dao)滿足，控制上試環(huan)水層厚(hou)度在(zai)10cm以下是必(bi)要的。

雙環滲水試驗對滲透系數較大的松散巖類孔隙巖層的適用性較好，而對滲透系數較小的粘土、亞粘土巖層的適用性較差。