渗透试验的种类
本人根据自己的经验总结如下。
(1)抽水试验 [完整井、非完整井]
(2)常[变]水头渗透试验
(3)压水试验
(4)水文地质反分析 [geoslope就有]
(5)放水试验 [:lol 不是灌水]
(6)取样室内试验
(7)经验公式和对比
下面一一道来......
抽水试验
(1)抽水试验历史悠久,经验和公式完善,但实际操作很难。首先要准确定位含水层和相对隔水层,钻孔、安装、除抽水井,一般还要几个观测井。试验一次难以成功,需要试抽,介入的技术人员+协助人员很多,10几个到20几个[以前]。因为要同步记录各个井的水位,可想而知。一个控制尺子读数、一个记录、一个协调,这是一个井位的人员配置,如果有好几个观测井,人员更多。
不过现在有自动水位记录系统,可以取代人工观测,但需要几个自动装置。一般认为抽水试验结果比较可靠。理论完善、计算方法相互矫正是优点。
缺点:是整个含水层的平均渗透性。可能5米、20米、甚至更厚:Q 。可以作为地下水资源勘察研究,不一定适合于工程渗透稳定分析和防渗设计要求。
常[变]水头渗透试验
又叫注水试验,常[变]水头渗透试验一般用于野外,当然试验室也可以做,要取样,后面再讨论。由于涉及单孔,相对简单,但试验结果较抽水试验差很多,试验计算公式很多,跟分的构造有关,分孔底透水和不透水两大类。
试验难度也比较大,要保持稳定水头或稳定流量,野外操作很难,经常出现不 稳定或 波动,大大影响结果和对试验的信心。 选择常水头或变水头完全根据地层透水性决定,砂砾石层透水性强,一般采用常水头,粘性土透水性差采用变水头,计算并不复杂。
局限也是一定长度岩土渗透性的平均值,适合于土层渗透性评价[不能当作水源勘察试验、也不能作为灌浆依据]。
压水试验
又叫Lugeon压水试验。近20年发展起来的岩石试验,当然也可以在胶结好的土层做,但压力不好控制。起源于欧洲,主要是在对已有建筑物基础灌浆加固时发现的一个手段,象树根桩、帷幕灌浆等。
尽管大家可以把吕荣值换算成渗透系数(1Lu=10E-7m/s),但从严格意义上讲,压水试验并不是确定岩石的渗透性试验,也不是线性关系[好多人这么说,错误概念被很多人接受,暂时成真理!:Q ],不过,不是搞学术研究,也无关紧要。另外,压水试验是确定岩石可灌性的试验,和固结灌浆、帷幕灌浆密切相关,一般是确定灌浆参数的必要试验。
这个渗透性是个粗略估算,但已经够精确的啦。单孔进行、试验环节很多,我接触的所有单位公司,马来西亚、巴基斯坦、澳大利亚、国内等很少有挑不出毛病的。很多问题很严重,如漏段、卡塞不对、不测水位、流量不稳定、不会计算压力、压力控制不当、水太浑浊
[成了灌浆!]。。。。。
优点:用高压将水压入地层,形成瞬时水平流,是试验的核心。因此,试验段可以调整,1米、2米、一般5米。这样把岩石能更详细的按“渗透性”分开。形成渗透剖面,指导灌浆施工。一般大型工程施工前还要专门进行灌浆试验。大同小易,把水换成不同浓度的浆液而已!
压水试验是通过控制压力来确定单位时间岩石吸[注]入水量的,因此,试验以前就知道大概的压力取值。一般规范虽然没有说,但最好把试验段的最大压力控制在1MPa [前提是不出现地面冒水,因此,浅部一般不会取1MPa,而是根据盖层厚度、压力来取值!]。
其它渗透性试验
室内渗透性试验,因取样扰动、代表性问题,一般不在详细设计阶段采用。 其它试验一般应用比较少,放水试验是特殊抽水试验,承压泉水可以作;另外,提水试验或重锤试验Slug Test[特殊注水]也可以采用,一般岩土渗透性很小时可以进行。正确性比较差,比经验判断好一些。
经验综合 判断什么时候都有用,看看岩心,老总就给出指标,神人!一般用于工程规
划阶段。
哪个方法更准确,和一下几个环节有关:
(1)试验是否能真实反映场区岩土渗透性
(2)试验过程的质量控制比计算公式误差大很多
(3)边界条件是否清楚?
不清楚的边界条件,试验方法再先进、精确,也是错误的准确拾取:lol
(4)同一孔中,尽量用多种方法、多次试验对比
(5)试验人员和地质人员的素质
不是人人都会试验,稍不注意就出问题。
......钻孔、套管、水位稳定性等还有很多因素,因此,不能笼统地横向对比。
第二篇:渗透试验(20xx)
实验四 渗透试验
一、试验目的
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质,决定土体的强度性质和变形、固结性质,渗透问题是土力学的三个重要问题之一,与强度问题、变形问题合成土力学的主要三大问题。渗透试验主要是测定土体的渗透系数,渗透系数的定义是单位水力坡降的渗透流速,常以cm/s 作为单位。
二、一般规定
1、渗透试验根据土颗粒的大小可以区分为常水头渗透试验和变水头渗透试验,对于粗粒土常采用常水头渗透试验,细粒土常采用变水头渗透试验。
2、本试验采用的纯水,应在试验前用抽气法或煮沸法脱气。试验时的水温宜高于试验室温度3~4°C。
3、本试验以水温20oC 为标准温度,标准温度下的渗透系数应按下式计算:
(4-1)
式中 k20 ______标准温度时试样的渗透系数(cm/s);
hT______T°C 时水的动力粘滞系数(kPa·s);
h20______20°C 时水的动力粘滞系数(kPa·s)。
粘滞系数比T hT /h20 查《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)表13.1.3。
三、试验方法
1、常水头渗透试验
(1)试验仪器设备
本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:
常水头渗透仪装置:由金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶组成(图4.1)。
金属圆筒内径为10cm,高40cm。当使用其他尺寸的圆筒时,圆筒内径应大于试样最大粒径的10 倍。
(2)试验步骤
① 按本标准图4.1装好仪器,量测滤网至筒顶的高度,将调节管和供水管相连。从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。
② 取具有代表性的风干土样3~4kg,测定其风干含水率。将风干土样分层装入圆筒内,每层2~3cm,根据要求的孔隙比,控制试样厚度。当试样中含粘粒时,应在滤网上铺2cm 厚的粗砂作为过滤层,防止细粒流失。每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面,最后一层试样应高出测压管3~4cm,并在试样顶面铺2cm 砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时,应继续充水至溢水孔有水溢出。
③ 量试样顶面至筒顶高度,计算试样高度,称剩余土样的质量,计算试样质量。
④ 检查测压管水位,当测压管与溢水孔水位不平时,用吸球调整测压管水位,直至两者水位齐平。
⑤ 将调节管提高至溢水孔以上,将供水管放入圆筒内,开止水夹,使水由顶部注入圆筒,降低调节管至试样上部1/3 高度处,形成水位差使水渗入试样,经过调节管流出。调节供水管止水夹,使进入圆筒的水量多于溢出的水量,溢水孔始终有水溢出,保持圆筒内水位不变,试样处于常水头下渗透。
⑥ 当测压管水位稳定后,测记水位。并计算各测压管之间的水位差。按规定时间记录渗出水量,接取渗出水量时,调节管口不得浸入水中,测量进水和出水处的水温,取平均值。
⑦ 降低调节管至试样的中部和下部1/3 处,按本条⑤、⑥款的步骤重复测定渗出水量和水温,当不同水力坡降下测定的数据接近时,结束试验。
⑧根据工程需要,改变试样的孔隙比,继续试验。
(3) 、常水头渗透系数应按下式计算:
(4-2)
式中 kT ______水1温为T°C 时时试样的渗透系数(cm/s);
hT______T°C 时水的动力粘滞系数(kPa·s);
Q______时间t 秒内的渗出水量(cm3);
L______两测压管中心间的距离(cm);
A______试样的断面积(cm2);
H______ 平均水位差(cm),平均水位差H 可按( H1 + H2) / 2 公式计算。
t——时间(s)。
图4.1 常水头渗透装置
1—金属圆筒;2—金属孔板;3—测压孔;4—测压管;5—溢水孔;6—渗水孔;
7—调节管;8—滑动架;9—供水管;10—止水夹;11—温度计;12—砾石层;
13—试样;14—量杯;15—供水瓶
(4)、 标准温度下的渗透系数应按式(4-1)计算。
(5)、常水头渗透试验的记录格式见表4.1。
表4.1常水头渗透试验记录
工程编号_________________ 试验者_________________
试样编号_________________ 计算者_________________
试验日期_________________ 校核者_________________
2、 变水头渗透试验
(1)试验仪器设备
本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:
① 渗透容器:由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。环刀内径61.8mm,高40mm;透水石的渗透系数应大于10-3 cm/s)。
② 变水头装置;由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成(图4.2)。变水头管的内径应均匀,管径不大于lcm,管外壁应有最小分度为1.0mm 的刻度,长度宜为2m 左右。
③ 试样制备应按《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)第3.1.4 条或3.1.6 条的规定进行,并应测定试样的含水率和密度。
(2)试验步骤
① 将装有试样的环刀装入渗透容器,用螺母旋紧,要求密封至不漏水不透气。对不易透水的试样,按《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999)第3.2.4 条的规定进行抽气饱和;对饱和试样和较易透水的试样,直接用变水头装置的水头进行试样饱和。
② 将渗透容器的进水口与变水头管连接,利用供水瓶中的纯水向进水管注满水,并渗入渗透容器,开排气阀,排除渗透容器底部的空气,直至溢出水中无气泡,关排水阀,放平渗透容器,关进水管夹。
③ 向变水头管注纯水。使水升至预定高度,水头高度根据试样结构的疏松程度确定,一般不应大于2m,待水位稳定后切断水源,开进水管夹,使水通过试样,当出水口有水滥出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间,按预定时间间隔测记水头和时间的变化,并测记出水口的水温。
④ 将变水头管中的水位变换高度,待水位稳定再进行测记水头和时间变化,重复5~6 次,当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时,结束试验。
(3)变水头渗透系数应按下式计算:
(4-3)
式中
A______变水头管的断面积(cm2);
2.3_____ln 和log 的变换因数;
L______渗径,即试样高度(cm);
t1,t2______分别为测读水头的起始和终止时间(s);
H1,H2_______起始和终止水头。
(4)、 标准温度下渗透系数应按式(4-1)计算。
(5)、常水头渗透试验的记录格式见表4.2。
表4.2变水头渗透试验记录
工程编号_____________ 试样面积___________ 试验者_________________
试样编号______________ 试样高度___________ 计算者_________________
仪器编号______________ 测压管面积___________ 校核者_________________
试验日期_________________ 孔隙比_________________