戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件

地下水水文學(xué)GroundwaterHydrology講授:肖長(zhǎng)來(lái)吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院水文水資源系2005年10月地下水水文學(xué)1地下水水文學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)三含水率剖面實(shí)驗(yàn)四孔隙度測(cè)定實(shí)驗(yàn)五給水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)六毛細(xì)水上升高度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)七滲壓實(shí)驗(yàn)地下水水文學(xué)實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—1.目的意義(1)掌握實(shí)驗(yàn)室測(cè)定巖石滲透系數(shù)的方法,加深對(duì)巖石滲透系數(shù)的認(rèn)識(shí)。(2)驗(yàn)證達(dá)西定律,從而提高對(duì)直線(xiàn)滲透定律的理解。巖石滲透系數(shù)是定量描述巖石透水性能的物理指標(biāo),巖石空隙越大、連通性越好,則滲透系數(shù)越大,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)過(guò)水?dāng)嗝娴乃吭蕉?。其物理含義是當(dāng)水力坡度等于1時(shí),滲透系數(shù)就等于滲透速度。滲透系數(shù)是進(jìn)行井孔、礦坑涌水量及水庫(kù),渠道滲流量計(jì)算時(shí)不可缺少的重要水文地質(zhì)參數(shù)。確定滲透系數(shù)的方法很多,在野外常用井孔抽水,注水及試坑滲水、壓水試驗(yàn)等方法。所得資料可靠精度高,但效率低,成本高。在室內(nèi)常用達(dá)西儀,戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定。本次實(shí)驗(yàn)采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—1.目的意義3實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—2.儀器設(shè)備達(dá)西儀共由四部分組成(1)供水器裝置(馬氏瓶):以法國(guó)物理學(xué)家Mariotte的馬利奧特瓶裝置,是一種能控制水位又能自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)給水的量測(cè)裝置(2)滲透裝置(試樣筒):有機(jī)玻璃園桶,上部設(shè)有進(jìn)水孔底部裝有過(guò)濾篩板,下端有出水孔,供測(cè)量滲流量用。側(cè)面有三個(gè)側(cè)壓孔。3)測(cè)壓裝置(測(cè)壓板和測(cè)壓管):在測(cè)壓板上裝有三根58cmm帶刻度的玻璃管,分別與試樣筒上的三個(gè)測(cè)壓孔連接,測(cè)定三個(gè)斷面上的測(cè)壓水位用。三個(gè)測(cè)壓管用膠管分別與試樣筒相應(yīng)的管孔聯(lián)結(jié)。其它設(shè)備有100m1的量筒、水槽、漏斗、搗捧裝樣杯、秒表、溫度計(jì)、管夾、膠皮管及吸氣球等。(4)排水裝置:在測(cè)壓板上均勻分布有一系列的圓孔,用于調(diào)節(jié)排水水位。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—2.儀器設(shè)備4馬氏瓶測(cè)壓板實(shí)驗(yàn)二達(dá)西定律2儀器設(shè)備排水裝置測(cè)壓管試樣筒馬氏瓶5實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)檢查儀器設(shè)備是否齊全,完好:膠管與儀器連結(jié)處是否漏氣漏水或堵塞。(2)裝樣;在裝樣前在過(guò)濾篩板上放二層濾紙,然后裝樣,每裝3_5cm厚時(shí),均用搗捧輕擊數(shù)次,并測(cè)定試樣的孔隙度或容重使其結(jié)構(gòu)盡量符合實(shí)地的狀態(tài)。重復(fù)上述過(guò)程,直至試樣超過(guò)最上一個(gè)測(cè)壓孔以上5cm為止(3)飽和試樣,將排水水位調(diào)節(jié)高于試樣水面,打開(kāi)供水管夾待試樣表面出現(xiàn)水膜時(shí)立即關(guān)閉供水夾,觀(guān)察試樣筒及三個(gè)側(cè)壓管水位是否在同一水平面上(1mm為準(zhǔn));如果沒(méi)有則說(shuō)明氣泡沒(méi)有排盡或側(cè)壓管被堵塞,需將側(cè)壓板傾斜或用吸氣球從低水位管中吸出水為止。)實(shí)驗(yàn)測(cè)定:打開(kāi)供水管夾調(diào)節(jié)排水水位,當(dāng)側(cè)壓管水位穩(wěn)定后(30秒鐘內(nèi)水位變動(dòng)<1m),記錄各側(cè)壓水位值(讀彎液面下緣高度)同時(shí)測(cè)定在時(shí)間t秒鐘內(nèi)出水管的滲透量及水溫T℃。重復(fù)測(cè)定二次取其平均值。然后再調(diào)節(jié)二次排水水位(即改變I),如同前述測(cè)得二次調(diào)節(jié)后的各值。調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)逐級(jí)上升或依次下降,不要跳躍式的上升或下降,以免沖壞試樣原有結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟6實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟最后測(cè)量試樣筒內(nèi)徑d及測(cè)壓孔間距L1、L2并將三次不同排水水位時(shí),所測(cè)得數(shù)據(jù)一一填入記錄表1—1儀器內(nèi)徑D=班級(jí)滲透土柱斷面面積F試驗(yàn)者:測(cè)壓間距Lcm日期表11達(dá)西實(shí)驗(yàn)記錄表驗(yàn)時(shí)間水量流量滲透測(cè)壓管水位水位差水滲透w|Q=Wr/,速度(cm)水平均滲透(s)I(cm,I(em/s)V-O/F力系數(shù)溫系數(shù)K(cm/s)hh3hh2hh3平均h1|cm)t°C|(cms)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟7實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求1計(jì)算滲透系數(shù)(K)根據(jù)達(dá)西公式,Q=KF(1-1);O=KIK式中K一試樣的滲透系數(shù)(cm/s);-一滲透速度(cm/s)Q—一滲透流量(cm3/s);t一測(cè)流的時(shí)間段(s);W一在t秒時(shí)間段內(nèi)測(cè)得的滲透量(cm3);F一過(guò)水?dāng)嗝娣e(cm2);d-試樣圓筒的內(nèi)徑即試樣柱的直徑(cm);Ⅰ—一水力坡度內(nèi)1h2-h23分別為側(cè)壓管1,2,3的相對(duì)水位cmL1L2一分別為側(cè)壓孔1,2,3孔的間距(cm)019/8/2實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求8實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求2、滲透系數(shù)溫度校正計(jì)算。地下水的滲透速度不僅與巖石本身的性質(zhì)有關(guān),而且還與水溫和動(dòng)力粘滯系數(shù)有關(guān),因此在計(jì)算溫?zé)岬V水或預(yù)測(cè)不同水溫的滲透系數(shù)時(shí),應(yīng)考慮水溫的影響,現(xiàn)以校正成水溫為10℃時(shí)為例對(duì)滲透系數(shù)校正計(jì)算,其計(jì)算公式為oKn式中:K0,K10,KT一分別為水溫在10℃;TC的滲透系數(shù)τo,τ1o,τr一分別為水溫在10℃;T℃的溫度校正系數(shù)。,μ10,μ一分別為水溫在0℃;10℃;T℃的水的動(dòng)力粘滯系數(shù),根據(jù)普阿杰里表,直接查得。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求9實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—4.作業(yè)要求表1-1普阿杰里表T℃r℃T℃00017880.0139160.0l1l0.00939013517250.009200160.01310.01050.0162lI0.01270.01030.00870.01010.01520.01200.00990.00830.0147140.01170.00970.00810.01430.01140.009實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—4.作業(yè)要求10戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件11戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件12戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件13戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件14戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件15戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件16戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件17戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件18戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件19戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件20戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件21戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件22戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件23戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件24戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件25戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件26戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件27戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件28戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件29戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件30戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件31戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件32戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件33戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件34戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件35戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件36戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件37戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件38戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件39戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件40戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件41戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件42戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件43戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件44戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件45地下水水文學(xué)GroundwaterHydrology講授:肖長(zhǎng)來(lái)吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院水文水資源系2005年10月地下水水文學(xué)46地下水水文學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)三含水率剖面實(shí)驗(yàn)四孔隙度測(cè)定實(shí)驗(yàn)五給水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)六毛細(xì)水上升高度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)七滲壓實(shí)驗(yàn)地下水水文學(xué)實(shí)驗(yàn)47實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—1.目的意義(1)掌握實(shí)驗(yàn)室測(cè)定巖石滲透系數(shù)的方法,加深對(duì)巖石滲透系數(shù)的認(rèn)識(shí)。(2)驗(yàn)證達(dá)西定律,從而提高對(duì)直線(xiàn)滲透定律的理解。巖石滲透系數(shù)是定量描述巖石透水性能的物理指標(biāo),巖石空隙越大、連通性越好,則滲透系數(shù)越大,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)過(guò)水?dāng)嗝娴乃吭蕉?。其物理含義是當(dāng)水力坡度等于1時(shí),滲透系數(shù)就等于滲透速度。滲透系數(shù)是進(jìn)行井孔、礦坑涌水量及水庫(kù),渠道滲流量計(jì)算時(shí)不可缺少的重要水文地質(zhì)參數(shù)。確定滲透系數(shù)的方法很多,在野外常用井孔抽水,注水及試坑滲水、壓水試驗(yàn)等方法。所得資料可靠精度高,但效率低,成本高。在室內(nèi)常用達(dá)西儀,戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定。本次實(shí)驗(yàn)采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—1.目的意義48實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—2.儀器設(shè)備達(dá)西儀共由四部分組成(1)供水器裝置(馬氏瓶):以法國(guó)物理學(xué)家Mariotte的馬利奧特瓶裝置,是一種能控制水位又能自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)給水的量測(cè)裝置(2)滲透裝置(試樣筒):有機(jī)玻璃園桶,上部設(shè)有進(jìn)水孔底部裝有過(guò)濾篩板,下端有出水孔,供測(cè)量滲流量用。側(cè)面有三個(gè)側(cè)壓孔。3)測(cè)壓裝置(測(cè)壓板和測(cè)壓管):在測(cè)壓板上裝有三根58cmm帶刻度的玻璃管,分別與試樣筒上的三個(gè)測(cè)壓孔連接,測(cè)定三個(gè)斷面上的測(cè)壓水位用。三個(gè)測(cè)壓管用膠管分別與試樣筒相應(yīng)的管孔聯(lián)結(jié)。其它設(shè)備有100m1的量筒、水槽、漏斗、搗捧裝樣杯、秒表、溫度計(jì)、管夾、膠皮管及吸氣球等。(4)排水裝置:在測(cè)壓板上均勻分布有一系列的圓孔,用于調(diào)節(jié)排水水位。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—2.儀器設(shè)備49馬氏瓶測(cè)壓板實(shí)驗(yàn)二達(dá)西定律2儀器設(shè)備排水裝置測(cè)壓管試樣筒馬氏瓶50實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)檢查儀器設(shè)備是否齊全,完好:膠管與儀器連結(jié)處是否漏氣漏水或堵塞。(2)裝樣;在裝樣前在過(guò)濾篩板上放二層濾紙,然后裝樣,每裝3_5cm厚時(shí),均用搗捧輕擊數(shù)次,并測(cè)定試樣的孔隙度或容重使其結(jié)構(gòu)盡量符合實(shí)地的狀態(tài)。重復(fù)上述過(guò)程,直至試樣超過(guò)最上一個(gè)測(cè)壓孔以上5cm為止(3)飽和試樣,將排水水位調(diào)節(jié)高于試樣水面,打開(kāi)供水管夾待試樣表面出現(xiàn)水膜時(shí)立即關(guān)閉供水夾,觀(guān)察試樣筒及三個(gè)側(cè)壓管水位是否在同一水平面上(1mm為準(zhǔn));如果沒(méi)有則說(shuō)明氣泡沒(méi)有排盡或側(cè)壓管被堵塞,需將側(cè)壓板傾斜或用吸氣球從低水位管中吸出水為止。)實(shí)驗(yàn)測(cè)定:打開(kāi)供水管夾調(diào)節(jié)排水水位,當(dāng)側(cè)壓管水位穩(wěn)定后(30秒鐘內(nèi)水位變動(dòng)<1m),記錄各側(cè)壓水位值(讀彎液面下緣高度)同時(shí)測(cè)定在時(shí)間t秒鐘內(nèi)出水管的滲透量及水溫T℃。重復(fù)測(cè)定二次取其平均值。然后再調(diào)節(jié)二次排水水位(即改變I),如同前述測(cè)得二次調(diào)節(jié)后的各值。調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)逐級(jí)上升或依次下降,不要跳躍式的上升或下降,以免沖壞試樣原有結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟51實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟最后測(cè)量試樣筒內(nèi)徑d及測(cè)壓孔間距L1、L2并將三次不同排水水位時(shí),所測(cè)得數(shù)據(jù)一一填入記錄表1—1儀器內(nèi)徑D=班級(jí)滲透土柱斷面面積F試驗(yàn)者:測(cè)壓間距Lcm日期表11達(dá)西實(shí)驗(yàn)記錄表驗(yàn)時(shí)間水量流量滲透測(cè)壓管水位水位差水滲透w|Q=Wr/,速度(cm)水平均滲透(s)I(cm,I(em/s)V-O/F力系數(shù)溫系數(shù)K(cm/s)hh3hh2hh3平均h1|cm)t°C|(cms)實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—3.實(shí)驗(yàn)步驟52實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求1計(jì)算滲透系數(shù)(K)根據(jù)達(dá)西公式,Q=KF(1-1);O=KIK式中K一試樣的滲透系數(shù)(cm/s);-一滲透速度(cm/s)Q—一滲透流量(cm3/s);t一測(cè)流的時(shí)間段(s);W一在t秒時(shí)間段內(nèi)測(cè)得的滲透量(cm3);F一過(guò)水?dāng)嗝娣e(cm2);d-試樣圓筒的內(nèi)徑即試樣柱的直徑(cm);Ⅰ—一水力坡度內(nèi)1h2-h23分別為側(cè)壓管1,2,3的相對(duì)水位cmL1L2一分別為側(cè)壓孔1,2,3孔的間距(cm)019/8/2實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求53實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求2、滲透系數(shù)溫度校正計(jì)算。地下水的滲透速度不僅與巖石本身的性質(zhì)有關(guān),而且還與水溫和動(dòng)力粘滯系數(shù)有關(guān),因此在計(jì)算溫?zé)岬V水或預(yù)測(cè)不同水溫的滲透系數(shù)時(shí),應(yīng)考慮水溫的影響,現(xiàn)以校正成水溫為10℃時(shí)為例對(duì)滲透系數(shù)校正計(jì)算,其計(jì)算公式為oKn式中:K0,K10,KT一分別為水溫在10℃;TC的滲透系數(shù)τo,τ1o,τr一分別為水溫在10℃;T℃的溫度校正系數(shù)。,μ10,μ一分別為水溫在0℃;10℃;T℃的水的動(dòng)力粘滯系數(shù),根據(jù)普阿杰里表,直接查得。實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律-4.作業(yè)要求54實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—4.作業(yè)要求表1-1普阿杰里表T℃r℃T℃00017880.0139160.0l1l0.00939013517250.009200160.01310.01050.0162lI0.01270.01030.00870.01010.01520.01200.00990.00830.0147140.01170.00970.00810.01430.01140.009實(shí)驗(yàn)一達(dá)西定律—4.作業(yè)要求55戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件56戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件57戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件58戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件59戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件60戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件61戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件62戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件63戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件64戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件65戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件66戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件67戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件68戚姆儀及滲壓儀等方法測(cè)定本次采用達(dá)西儀測(cè)定巖石的滲透系數(shù)課件69戚姆儀及滲壓儀