三、常水头渗透实验
(一)实验目的
测定砂土的渗透系数。
(二)实验原理
一般土中水的流速缓慢,属于层流,流动符合达西定律。
(三)实验设备
1.常水头渗透仪(TST-70型):(如附图1)筒内径应大于试样最大粒径的10倍;玻璃测压管内径为0.6cm,分度值为0.1cm;
2.天平:称量约3600g,每层约1300g;
3.其它:木锤、秒表等。
(四)操作步骤
1.装好仪器并检查各管路接头处是否漏水,将调节管与供水管连通,由仪器底部充水至水位略高于金属孔板,关止水夹。
2.取具有代表性的风干试样2500g,称量准确至1.0g。
3.将试样分层装入圆筒,每层厚2-3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制其孔隙比。
4.每层试样装好后连接供水管和调节管,并由调节管中进水,微开止水夹使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平,关止水夹。饱和时水流不应过急,以免冲动试样。
5.依上述步骤逐层装试样,至试样高出上测压孔3-4cm止。在试样上端放置金属孔板作缓冲层,待最后一层试样饱和后,继续使水位缓缓上升至溢水孔,当有水溢出时,关止水夹。
6.试样装好后,量测试样顶部至仪器上口的剩余高度,计算试样净高。称剩余试样质量准确至1g,计算装入试样总质量。
7.静置数分钟后,检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。如不齐平,说明试样中或测压管接头处有集气阻隔,用吸水球进行吸水排气处理。
8.提高调节管,使其高于溢水孔。然后将调节管与供水管分开,并将供水管置于金属圆筒内。开止水夹,使水由上部注入金属圆筒内。
9.降低调节管口,使位于试样上部1/3处,造成水位差。水即渗过试样,经调节管流出。在渗透过程中应调节供水管夹,使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔应始终有余水溢出以保持常水位。
10.测压管水位稳定后,记录测压管水位。计算各测压管间的水位差。
11.开动秒表,同时用量筒接取经一定时间的渗透水量,并重复1次。接取渗透水量时,调节管口不可没入水中。
12.降低调节管管口至试样中部及下部处,以改变水力坡降。按10和11规定重复进行测定。
(五)实验注意事项
1.相同水力梯度下,接取渗透水两次(接取时间相同),两次接水量间的差值不可以过大。
(六)计算公式
1.计算干密度和孔隙比:
2.计算渗透系数:
将三组v,i数值画在v-i坐标图上,利用直线拟合法确定k,并给出相关系数。
(七)讨论实验结果
图1 TST-70型渗透仪
附表:实验数据记录表
班级 实验小组成员
实验日期 风干土质量 试样高度 试样面积
试验次数
经过时间t (s)
测压管水位 (cm)
水位差(cm)
水位坡降
渗透量
渗透系数
I管
II管
Ⅲ管
△h1
△h2
三、常水头渗透实验
(一)实验目的
测定砂土的渗透系数。
(二)实验原理
一般土中水的流速缓慢,属于层流,流动符合达西定律。
(三)实验设备
1.常水头渗透仪(TST-70型):(如附图1)筒内径应大于试样最大粒径的10倍;玻璃测压管内径为0.6cm,分度值为0.1cm;
2.天平:称量约3600g,每层约1300g;
3.其它:木锤、秒表等。
(四)操作步骤
1.装好仪器并检查各管路接头处是否漏水,将调节管与供水管连通,由仪器底部充水至水位略高于金属孔板,关止水夹。
2.取具有代表性的风干试样2500g,称量准确至1.0g。
3.将试样分层装入圆筒,每层厚2-3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制其孔隙比。
4.每层试样装好后连接供水管和调节管,并由调节管中进水,微开止水夹使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平,关止水夹。饱和时水流不应过急,以免冲动试样。
5.依上述步骤逐层装试样,至试样高出上测压孔3-4cm止。在试样上端放置金属孔板作缓冲层,待最后一层试样饱和后,继续使水位缓缓上升至溢水孔,当有水溢出时,关止水夹。
6.试样装好后,量测试样顶部至仪器上口的剩余高度,计算试样净高。称剩余试样质量准确至1g,计算装入试样总质量。
7.静置数分钟后,检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。如不齐平,说明试样中或测压管接头处有集气阻隔,用吸水球进行吸水排气处理。
8.提高调节管,使其高于溢水孔。然后将调节管与供水管分开,并将供水管置于金属圆筒内。开止水夹,使水由上部注入金属圆筒内。
9.降低调节管口,使位于试样上部1/3处,造成水位差。水即渗过试样,经调节管流出。在渗透过程中应调节供水管夹,使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔应始终有余水溢出以保持常水位。
10.测压管水位稳定后,记录测压管水位。计算各测压管间的水位差。
11.开动秒表,同时用量筒接取经一定时间的渗透水量,并重复1次。接取渗透水量时,调节管口不可没入水中。
12.降低调节管管口至试样中部及下部处,以改变水力坡降。按10和11规定重复进行测定。
(五)实验注意事项
1.相同水力梯度下,接取渗透水两次(接取时间相同),两次接水量间的差值不可以过大。
(六)计算公式
1.计算干密度和孔隙比:
2.计算渗透系数:
将三组v,i数值画在v-i坐标图上,利用直线拟合法确定k,并给出相关系数。
(七)讨论实验结果
图1 TST-70型渗透仪
附表:实验数据记录表
班级 实验小组成员
实验日期 风干土质量 试样高度 试样面积
试验次数
经过时间t (s)
测压管水位 (cm)
水位差(cm)
水位坡降
渗透量
渗透系数
I管
II管
Ⅲ管
△h1
△h2