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達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀

更新時間:2024-09-24

簡要描述:

達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀雙環(huán)法試驗是野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡易方法,試驗的結(jié)果更接近實際情況。利用這個試驗,主要為研究區(qū)域性水均衡、水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量、山前地區(qū)地表水滲入量等進行的。
2.試驗的適用范圍對砂土和粉土,可采用試坑法或單環(huán)法;對粘性土應(yīng)采用試坑雙環(huán)法。
3.試驗的基本原理

雙環(huán)法試驗是野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡易方法,試驗的結(jié)果更接近實際情況。利用這個試驗,主要為研究區(qū)域性水均衡、水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量、山前地區(qū)地表水滲入量等進行的。達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀b達西定律雙環(huán)法雙野外滲透注水試驗儀

2.   試驗的適用范圍對砂土和粉土,可采用試坑法或單環(huán)法;對粘性土應(yīng)采用試坑雙環(huán)法。

3.   試驗的基本原理

在一定的水文地質(zhì)邊界以內(nèi),向地表松散巖層進行注水,使?jié)B入的水量達到穩(wěn)定,即單位時間的滲入水量近似相等時,再利用達西定律的原理求出滲透系數(shù)(K)值。

4.   試驗儀器及制樣工具

滲水雙環(huán)(兩個高約50cm,直徑分別為0.25m0.5m的鐵環(huán))、兩套帶有刻度的供水桶、膠帶、橡皮管,止水夾、鐵鍬、尺子、及若干要填在試環(huán)底部的小礫石。

5.   試驗步驟

1    確定試點,開挖試坑。確定試點有三個原則:

1)   代表性。試點處的包氣帶巖層要能代表試區(qū)相當(dāng)大范圍內(nèi)包氣帶巖層的情況;

2)   *性。試點處包氣帶巖層的選擇應(yīng)與大目標(biāo)*,如本次實例是為了選擇人工回灌點,所以選擇包氣帶巖層滲透性能較好的部位進行試驗。

3)   選擇試驗場地,zui好在潛水埋藏深度大于5m的地方為好。如果潛水埋深小于2m時,因滲透路徑太短,測得的滲透系數(shù)不真實,就不要使用滲水試驗。

試坑開挖:

鏟去表土,露出目標(biāo)層,試坑深度應(yīng)大于0.8-1.2m,試坑面積1.3×1.0m左右,以消除包氣帶表層植被根系對試驗的影響。

2    ??壓入雙環(huán)、鋪礫、立標(biāo)

將雙環(huán)同心壓入試坑底部中央,原則上壓入0.8-1cm即可,實際中,將雙環(huán)壓入試層3-8cm。鋪礫的目的是防止注水時將環(huán)底的沙層沖起,試驗中實際鋪礫3-4cm。

立標(biāo)的目的在于,定水頭注水時,控制環(huán)底水層厚度,一般控制在10cm,需要說明的一點是,此處所言的“水層厚度”是包括環(huán)底鋪礫厚度在內(nèi)的。

3    水頭注水、觀測記錄

以環(huán)底水標(biāo)為準(zhǔn),保持標(biāo)頭剛好淹在水中,內(nèi)外環(huán)同時定水頭注水(隨時保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在10cm的同一高度。這樣即可認(rèn)為,內(nèi)外環(huán)之間滲入的水主要消耗在側(cè)向擴散上,內(nèi)環(huán)滲入的水主要消耗在垂向滲透上,為準(zhǔn)垂向一維滲流)。

同時從供水桶觀測注入水量。記錄的時間,開始時因滲入量大,觀測間隔時間要短,稍后可按一定時間間隔比如每10分鐘觀測一次。

4    滲入速度穩(wěn)定,完成試驗

試驗記錄的過程中,繪制出滲速時間v-t曲線,當(dāng)試驗時間(一般為30分鐘)曲線保持在一個不大的區(qū)間,再延續(xù)一段時間,如2-3h,即可結(jié)束試驗。

6.   試驗數(shù)據(jù)

1)隨時保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在0.1m的同一高度。

2)向供水瓶注水時,做好水量轉(zhuǎn)換的換算

*組

T(min)12251010Q(ml)300200100150450450

第二組

T(min)12251010Q(ml)250200120190400400

7.   試驗數(shù)據(jù)處理

1)計算滲透系數(shù)

根據(jù)達西定律:?

式中 Q-穩(wěn)定滲流量(m3/min);

A-雙環(huán)內(nèi)徑面積(m2);

K-滲透系數(shù)(m/min);

I—水力梯度,滲透系數(shù)為1的滲透流速;

?

 

式中Z-試坑內(nèi)水層厚度(m);

L-在試驗時間段內(nèi),水由試坑底向土層中滲透的深度(m);

?-水向干土中滲透時,所產(chǎn)生的毛細(xì)壓力,以水柱高表示(m)。試驗地點土為粘性,其大小約為1;

時間min

滲透深度(cm

水力梯度I

滲透系數(shù)m/mim150

3.200.0024530.001050.0006100.0004200.0004300.0004

2)滲透速度隨時間變化的曲線?

8.   試驗成果分析及工程應(yīng)用

由于經(jīng)濟成本低且簡便易行,在包氣帶巖層參數(shù)的求取中,雙環(huán)滲水試驗具有重要的實用價值,但要慎重對待試驗數(shù)據(jù)采集和處理,在采集中盡量避免人為誤差,在處理中力求減小概化誤差。

由于基于垂向一維滲流,在公式法求滲透系數(shù)的過程中,側(cè)向滲透對求解結(jié)果的影響頗大。因此,在雙環(huán)試驗中保持內(nèi)、外環(huán)水層高度*很重要。

在入滲速度近似法求k中,約束條件為HS+0.5HC/Lw很小,要使此條件得到滿足,控制上試環(huán)水層厚度在10cm以下是必要的。

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

圓柱體試件的靜力受壓彈性模量。  

混凝土彈性模量測定儀儀器參數(shù) 

  產(chǎn)品符合GB11971、GB/T50081-2002標(biāo)準(zhǔn)要求

1、千分表量程 0~1mm    

2、上、下環(huán)中心距 150mm  

混凝土彈性模量測定儀試件尺寸 

φ150×300mm    

150×150×300mm    

100×100×300mm    

毛重/凈重 5kg  

混凝土彈性模量測定儀結(jié)構(gòu)及操作方法 

  本測定儀由上環(huán)、下環(huán)、接觸桿、千分表和緊定螺釘組成.  

  試驗開始前,將彈性模量測定儀放置于平整的平面上,旋出試塊緊定螺釘,裝上千分表,送開固定板緊定螺釘,取下固定板,則測定儀已在試塊上定位。將測定儀連同試塊置于壓力試驗機的下壓板上,試塊中心與壓力機下壓板中心對準(zhǔn),千分表調(diào)零。  

 

混凝土彈性模量測定儀

      開動壓力機,當(dāng)上壓板與試件接近時,調(diào)整球座,使接觸均衡,以0.2-0.3mpa/s的速度連續(xù)而均勻地加載到Pa(即試件預(yù)期破壞荷載值的40%),然后以同樣速度卸荷至零,如此反復(fù)預(yù)壓3次。在預(yù)壓時,觀察壓力機及千分表是否正常。試件兩側(cè)千分表變形之差,不得大于變形平均值的15%,更不能正負(fù)異向,當(dāng)采用100mm×100mm截面的試件時,其兩側(cè)變形之差,不得大于變形平均值的20%,否則用硬木輕敲球座調(diào)整,或調(diào)整試件位置。用上述速度進行第四次加荷,先至初載荷,先至初載荷PO(約為0.5MPA),保持30S,分別讀兩側(cè)千分表△O,然后加荷至PA,保持約30秒,分別讀兩側(cè)千分表△A,分別計算兩側(cè)變形增值△A-△O,并計算出平。

均值,設(shè)為△4;讀取△A后即以同樣速度卸荷至PO,保持約30秒,分別讀兩側(cè)千分表讀數(shù)△00,同上步驟,進行第五次加荷,求出△50  

 

   △5與△4之差應(yīng)不大于0.0002(L=150mm),否則,應(yīng)中伏上述步驟,直至兩次相鄰加荷變形值之差符合要求,以后一次變形值△0為準(zhǔn)。然后卸去千分表,以同樣速度繼續(xù)加荷至試件破壞,記下循環(huán)軸心抗壓強度Ra.  試驗結(jié)果計算 

  混凝土抗壓彈性模量Ec按下式計算:    

   PA-終載荷(N)    

   PO-初載荷(N)  

  △a-第五次或后一次加荷,試件兩側(cè)在PA及PO    

  作用下變形差平均值(mm)    

  L-標(biāo)距(mm)  

  A-試件斷面積(mm2)  

  以3根試件實驗結(jié)果的算術(shù)平均值為測定值。若任一抽心抗壓強度平均值之差超過平均值20%,則EC按另兩根試件試驗結(jié)果的算術(shù)平均值計算,若兩根試件結(jié)果超出規(guī)定,試驗無效。結(jié)果精確至100Mpa

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