一種快速了解巖土體滲水特性的試驗方法

Word文檔一種快速了解巖土體滲水特性的試驗方法工程地質(zhì)勘察中，常常需要了解巖土體的滲水特性。不僅要了解地下水面以下巖土體的滲透特性，而且對地下水面以上巖土體的滲透性往往也賜予同樣的重視。前者一般采納抽水或壓水試驗去解決，后者常采納滲水、注水或壓水等試驗來完成。

如在水庫選址過程中，需要測試庫區(qū)周邊巖土體的滲水特性，為庫區(qū)選址供應(yīng)參考依據(jù)。假如滲水性很強，需要采納工程技術(shù)手段進行止水。止水工程結(jié)束后，也要檢測止水工程的有效性。

水工建筑物修建以后，往往使環(huán)境水文地質(zhì)條件發(fā)生猛烈的變化，尤其是在高壓水頭作用下，不論位于地下水面以上或在其下的裂隙巖體，其滲透性能必定受到較大的影響，因此，只有采納原位模擬性的壓水試驗才能獲得較滿足的結(jié)果。

目前，國外采納較多的原位巖土滲透性測試方法就是劉讓試驗或者呂榮試驗，在中國通常稱之為鉆孔壓水試驗。

呂榮試驗方法是1933年法國工程師呂榮（M.Lugeon）首先提出的，目前已為大多數(shù)國家所采納。其主要特點是：

采納多級壓力、多階段循環(huán)的試驗方法。

試驗壓力較大，最大壓力通常為1MPa。

每階段的試驗時間較短，一般為10min左右。

用呂榮值（lu）作為巖體透水率的單位。

01、鉆孔壓水試驗

基本原理

鉆孔壓水試驗是測定裂隙巖體的單位吸水量，并以其換算求出滲透系數(shù)，用以說明裂隙巖體的透水性和裂隙性及其隨深度的變化狀況，為論證壩基和庫區(qū)巖體的完整性和透水程度，以及制定防滲措施和基礎(chǔ)處理方案等供應(yīng)重要依據(jù)。

壓水試驗是借助于特地的止水栓塞與孔壁密貼，把肯定長度的試驗段隔離開來，然后通過水泵用肯定水頭壓力的水壓入試驗段內(nèi)，使之從孔壁的裂隙向四周的巖體內(nèi)滲透，經(jīng)過一段時間后，其滲透水量最終趨向于一個穩(wěn)定值Q，即可按下式計算單位吸水量()：

=Q/(sL)

s：壓力水頭高度(m)，L：試驗段的長度(m)

壓水試驗中，用"劉讓'單位(Lugeonunit)來表示巖石的滲透性，該試驗也是以5m為一試驗段，以10個大氣壓的壓力值進行不少于10分鐘的試驗(只采納一個壓力階段)并按下式計算"劉讓'(Lu)值，1Lu=0.01。

Lu=pQ／L

p：壓水試驗時所采納的壓力(MN／m2)，Q：流量(L／min)，L：試驗段的長度(m)

高于30m的壩，其壩基巖體的透水性不應(yīng)超過一個"劉讓'單位，而低于30m的壩，則對壩基巖體透水性的要求可達3個"劉讓'單位。也可依據(jù)下式求滲透系數(shù)(k)：

1"Lu'=10-5cm／s

02、鉆孔壓水試驗

試驗系統(tǒng)

鉆孔壓水試驗設(shè)備主要由壓水系統(tǒng)，量測系統(tǒng)和止水系統(tǒng)三部分組成。

壓水系統(tǒng)包括水箱、水位計和水泵；

量測系統(tǒng)包括壓力表和流量計；

止水系統(tǒng)包括止水栓塞或氣泵等。

在鉆孔中，目標(biāo)測試地層內(nèi)用封堵器進行分隔（圖中黑色部分），然后向該分隔區(qū)段施加10巴（150psi）的恒定壓力，通過測試該區(qū)段中水的體積變化來計算該地層的滲透率。水的體積變化可以從地面上的水位計中讀出。時間通過秒表計時。

鉆孔壓水試驗的用途：