砂土的恒水头渗透试验

目的:

这个试验的目的是通过恒定水头试验方法来确定砂土的渗透性(水力传导率)。通常有两种渗透率测试方法在实验室中进行:

• 固定水头试验方法，(2)下降水头试验方法。恒水头试验法用于渗透性土壤(k>10)^－4cm / s)和
• 落水头试验主要用于低渗透性土壤(k<10)^－4厘米/秒)。

标准参考:

ASTM D 2434 -粒状土壤渗透性的标准试验方法(恒定水头)(注:落水头试验方法不是标准化的)

意义:

渗透性(或水力传导率)指的是水容易通过土壤的程度。这一性质对于土坝或板桩墙下的渗流计算、垃圾贮存设施(垃圾填埋场、池塘等)的渗流率计算以及粘性土沉积物沉降率的计算都是必要的。

设备:

• 渗透仪,
• 夯,
• 平衡,
• 勺,
• 1000毫升量筒，
• 看(或秒表),
• 温度计,
• 滤纸。

测试过程:

(1)测量锅的初始质量和干燥的土壤(米₁）.

(2)拧下带滚花的螺帽螺母，将其从拉杆上取下，拆下渗透仪的盖和上腔。测量上下腔室的内径。计算渗透仪的平均内径(D）.

(3)将一块多孔石放在室底的内支撑环上，然后在多孔石上放一张滤纸(见图C)。

(4)将土壤与足够数量的蒸馏水混合，以防止在放置渗透仪时颗粒尺寸的偏析。加入足够的水，使混合物能够自由流动(见图B)。

(5)用铲子将准备好的土壤倒进下室，做圆周运动填充至1.5 cm深。应形成均匀的层。

(6)使用夯实装置将土层压实。每层使用大约10公羊的夯土机，并提供均匀的覆盖土壤表面。重复压实过程，直到土壤在2厘米之内。下室的顶部(见图D)。

(7)更换上腔室部分，不要忘记在腔室部分之间的橡胶垫圈。小心不要弄乱已经压实的土壤。继续放置操作，直到土壤水平大约2厘米以下的上室边缘。新利18体育官网登录将土壤表面平整，放一张滤纸，然后在上面放一块多孔石(见图E)。

(8)将压缩弹簧放在多孔石上，更换腔帽及其密封垫片。用帽螺母将帽扣紧(见图F)。

(9)在渗透仪周长的四个位置测量样品长度，计算平均长度。将其记录为样本长度。

(10)将带有剩余土壤的锅放入烘箱中。

调整漏斗的高度，让漏斗内恒定的水位保持在离土壤表面几英寸的地方。

(12)将软管从漏斗尾部连接到渗透仪底部出口，保持渗透仪顶部阀门处于开启状态(见图G)。

(13)将管道从上出水口放置到水槽，收集可能流出的水(见图G)。

(14)打开底部阀门，让水流入渗透仪。

(15)当水开始从顶部控制(排气)阀流出时，关闭控制阀，让水从排气口流出一段时间。

(16)关闭底部出口阀，断开底部油管。将漏斗管连接到顶部侧面端口(见图H)。

(17)打开底部出口阀，将漏斗抬高到方便的高度，使水流合理稳定。

(18)留出足够的时间让流型稳定下来(见图一)。

(19)用量筒测量充满750 - 1000ml体积所需的时间，然后测量水温。重复这个过程三次，计算平均时间、平均体积和平均温度。将这些值记录为t，问,T，分别见图一。

(20)测量漏斗头水平面与腔室出流水平面的垂直距离，并记录为h．

(21)以不同的垂直距离重复步骤17和步骤18。

(22)将锅从烘箱中取出，测量锅和干土的最终质量(米₂）.

分析:

(1)计算渗透率，公式如下:

K_T= QL / * t * h

地点:

K_T=温度下的渗透系数T, cm/sec。

L =标本的长度，单位为厘米

T =放电时间，单位为秒

Q =放电体积，单位为cm^3.(假设1ml = 1cm^3.）

渗透仪的截面积(=[(πD²) / 4)， D=渗透仪内径)

h =水头在长度L上的差值，单位为cm;或者等于恒定漏斗头水平面与腔室溢流水平面之间的垂直距离。

(2)水的粘度随温度的变化而变化。随着温度的升高，黏度降低，渗透率增加。渗透率系数在20℃下标准化，任意温度T下的渗透率与K20的比值为:

K_20.= K_T(η_T/η_20.）

地点:

η_T和η_20.为测试温度T和20℃时的粘度。由表1得到粘度，计算K_20.．

(3)计算所使用的土壤体积:V =拉．

(4)计算渗透仪中使用的干土质量(M) =初始质量-最终质量:

M = M₁- m₂

(5)计算干密度(ρ_d)的土壤

ρ_d= M / V

表1。蒸馏水的性质(η =绝对)

温度(0C)	密度(克/厘米3.）	粘度(风度*)
4	1.00000	0.01567
16	0.99897	0.01111
17	0.99880	0.01083
18	0.99862	0.01056
19	0.99844	0.01030
20.	0.99823	0.01005
21	0.99802	0.00981
22	0.99780	0.00958
23	0.99757	0.00936
24	0.99733	0.00914
25	0.99708	0.00894
26	0.99682	0.00874
27	0.99655	0.00855
28	0.99627	0.00836
29	0.99598	0.00818
30.	0.99568	0.00801

*1平衡=达因*秒/厘米²= 8 * s /厘米

文章写的

克里希纳·雷迪教授，UIC