詳細介紹
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,;對粘性土應采用試坑雙環(huán)法。
3. 試驗的基本原理
在一定的水文地質邊界以內,,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0.25m和0.5m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)相當大范圍內包氣帶巖層的情況,;
2) *性,。試點處包氣帶巖層的選擇應與大目標*,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,,露出目標層,,試坑深度應大于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
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)底鋪礫厚度在內的。
(3) 水頭注水,、觀測記錄
以環(huán)底水標為準,,保持標頭剛好淹在水中,內外環(huán)同時定水頭注水(隨時保持內外環(huán)的水柱都保持在10cm的同一高度,。這樣即可認為,,內外環(huán)之間滲入的水主要消耗在側向擴散上,內環(huán)滲入的水主要消耗在垂向滲透上,,為準垂向一維滲流),。
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,,即可結束試驗,。
6. 試驗數(shù)據(jù)
(1)隨時保持內外環(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-試坑內水層厚度(m);
L-在試驗時間段內,,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,側向滲透對求解結果的影響頗大,。因此,,在雙環(huán)試驗中保持內、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標準要求
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構及操作方法
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,,千分表調零,。
混凝土彈性模量測定儀
開動壓力機,當上壓板與試件接近時,,調整球座,,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(即試件預期破壞荷載值的40%),,然后以同樣速度卸荷至零,,如此反復預壓3次。在預壓時,,觀察壓力機及千分表是否正常,。試件兩側千分表變形之差,不得大于變形平均值的15%,,更不能正負異向,,當采用100mm×100mm截面的試件時,其兩側變形之差,,不得大于變形平均值的20%,,否則用硬木輕敲球座調整,或調整試件位置,。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,,分別讀兩側千分表△O,,然后加荷至PA,保持約30秒,,分別讀兩側千分表△A,,分別計算兩側變形增值△A-△O,并計算出平,。
均值,,設為△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之差應不大于0.0002(L=150mm),否則,,應中伏上述步驟,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,。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,,試件兩側在PA及PO
作用下變形差平均值(mm)
L-標距(mm)
A-試件斷面積(mm2)
以3根試件實驗結果的算術平均值為測定值。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果的算術平均值計算,,若兩根試件結果超出規(guī)定,試驗無效,。結果精確至100Mpa