戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件

地下水水文學(xué)GroundwaterHydrology講授:肖長來吉林大學(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)實驗實驗一達西實驗實驗二持水度測定實驗三含水率剖面實驗四孔隙度測定實驗五給水度測定實驗六毛細水上升高度的測定實驗七滲壓實驗地下水水文學(xué)實驗2實驗一達西定律—1.目的意義(1)掌握實驗室測定巖石滲透系數(shù)的方法,加深對巖石滲透系數(shù)的認識。(2)驗證達西定律,從而提高對直線滲透定律的理解。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,單位時間內(nèi)通過過水?dāng)嗝娴乃吭蕉唷Ｆ湮锢砗x是當(dāng)水力坡度等于1時,滲透系數(shù)就等于滲透速度。滲透系數(shù)是進行井孔、礦坑涌水量及水庫,渠道滲流量計算時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)常用達西儀,戚姆儀及滲壓儀等方法測定。本次實驗采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)。實驗一達西定律—1.目的意義3實驗一達西定律—2.儀器設(shè)備達西儀共由四部分組成(1)供水器裝置(馬氏瓶):以法國物理學(xué)家Mariotte的馬利奧特瓶裝置,是一種能控制水位又能自動連續(xù)補給水的量測裝置(2)滲透裝置(試樣筒):有機玻璃園桶,上部設(shè)有進水孔底部裝有過濾篩板,下端有出水孔,供測量滲流量用。側(cè)面有三個側(cè)壓孔。3)測壓裝置(測壓板和測壓管):在測壓板上裝有三根58cmm帶刻度的玻璃管,分別與試樣筒上的三個測壓孔連接,測定三個斷面上的測壓水位用。三個測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、管夾、膠皮管及吸氣球等。(4)排水裝置:在測壓板上均勻分布有一系列的圓孔,用于調(diào)節(jié)排水水位。實驗一達西定律—2.儀器設(shè)備4馬氏瓶測壓板實驗二達西定律2儀器設(shè)備排水裝置測壓管試樣筒馬氏瓶5實驗一達西定律—3.實驗步驟(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;在裝樣前在過濾篩板上放二層濾紙,然后裝樣,每裝3_5cm厚時,均用搗捧輕擊數(shù)次,并測定試樣的孔隙度或容重使其結(jié)構(gòu)盡量符合實地的狀態(tài)。重復(fù)上述過程,直至試樣超過最上一個測壓孔以上5cm為止(3)飽和試樣,將排水水位調(diào)節(jié)高于試樣水面,打開供水管夾待試樣表面出現(xiàn)水膜時立即關(guān)閉供水夾,觀察試樣筒及三個側(cè)壓管水位是否在同一水平面上(1mm為準);如果沒有則說明氣泡沒有排盡或側(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。)實驗測定:打開供水管夾調(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<1m),記錄各側(cè)壓水位值(讀彎液面下緣高度)同時測定在時間t秒鐘內(nèi)出水管的滲透量及水溫T℃。重復(fù)測定二次取其平均值。然后再調(diào)節(jié)二次排水水位(即改變I),如同前述測得二次調(diào)節(jié)后的各值。調(diào)節(jié)時應(yīng)逐級上升或依次下降,不要跳躍式的上升或下降,以免沖壞試樣原有結(jié)構(gòu)實驗一達西定律—3.實驗步驟6實驗一達西定律—3.實驗步驟最后測量試樣筒內(nèi)徑d及測壓孔間距L1、L2并將三次不同排水水位時,所測得數(shù)據(jù)一一填入記錄表1—1儀器內(nèi)徑D=班級滲透土柱斷面面積F試驗者:測壓間距Lcm日期表11達西實驗記錄表驗時間水量流量滲透測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)實驗一達西定律—3.實驗步驟7實驗一達西定律-4.作業(yè)要求1計算滲透系數(shù)(K)根據(jù)達西公式,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一測流的時間段(s);W一在t秒時間段內(nèi)測得的滲透量(cm3);F一過水?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的相對水位cmL1L2一分別為側(cè)壓孔1,2,3孔的間距(cm)019/8/2實驗一達西定律-4.作業(yè)要求8實驗一達西定律-4.作業(yè)要求2、滲透系數(shù)溫度校正計算。地下水的滲透速度不僅與巖石本身的性質(zhì)有關(guān),而且還與水溫和動力粘滯系數(shù)有關(guān),因此在計算溫?zé)岬V水或預(yù)測不同水溫的滲透系數(shù)時,應(yīng)考慮水溫的影響,現(xiàn)以校正成水溫為10℃時為例對滲透系數(shù)校正計算,其計算公式為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℃的水的動力粘滯系數(shù),根據(jù)普阿杰里表,直接查得。實驗一達西定律-4.作業(yè)要求9實驗一達西定律—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實驗一達西定律—4.作業(yè)要求10戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件11戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件12戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件13戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件14戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件15戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件16戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件17戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件18戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件19戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件20戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件21戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件22戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件23戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件24戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件25戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件26戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件27戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件28戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件29戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件30戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件31戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件32戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件33戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件34戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件35戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件36戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件37戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件38戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件39戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件40戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件41戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件42戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件43戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件44戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件45地下水水文學(xué)GroundwaterHydrology講授:肖長來吉林大學(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)實驗實驗一達西實驗實驗二持水度測定實驗三含水率剖面實驗四孔隙度測定實驗五給水度測定實驗六毛細水上升高度的測定實驗七滲壓實驗地下水水文學(xué)實驗47實驗一達西定律—1.目的意義(1)掌握實驗室測定巖石滲透系數(shù)的方法,加深對巖石滲透系數(shù)的認識。(2)驗證達西定律,從而提高對直線滲透定律的理解。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,單位時間內(nèi)通過過水?dāng)嗝娴乃吭蕉唷Ｆ湮锢砗x是當(dāng)水力坡度等于1時,滲透系數(shù)就等于滲透速度。滲透系數(shù)是進行井孔、礦坑涌水量及水庫,渠道滲流量計算時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)常用達西儀,戚姆儀及滲壓儀等方法測定。本次實驗采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)。實驗一達西定律—1.目的意義48實驗一達西定律—2.儀器設(shè)備達西儀共由四部分組成(1)供水器裝置(馬氏瓶):以法國物理學(xué)家Mariotte的馬利奧特瓶裝置,是一種能控制水位又能自動連續(xù)補給水的量測裝置(2)滲透裝置(試樣筒):有機玻璃園桶,上部設(shè)有進水孔底部裝有過濾篩板,下端有出水孔,供測量滲流量用。側(cè)面有三個側(cè)壓孔。3)測壓裝置(測壓板和測壓管):在測壓板上裝有三根58cmm帶刻度的玻璃管,分別與試樣筒上的三個測壓孔連接,測定三個斷面上的測壓水位用。三個測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、管夾、膠皮管及吸氣球等。(4)排水裝置:在測壓板上均勻分布有一系列的圓孔,用于調(diào)節(jié)排水水位。實驗一達西定律—2.儀器設(shè)備49馬氏瓶測壓板實驗二達西定律2儀器設(shè)備排水裝置測壓管試樣筒馬氏瓶50實驗一達西定律—3.實驗步驟(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;在裝樣前在過濾篩板上放二層濾紙,然后裝樣,每裝3_5cm厚時,均用搗捧輕擊數(shù)次,并測定試樣的孔隙度或容重使其結(jié)構(gòu)盡量符合實地的狀態(tài)。重復(fù)上述過程,直至試樣超過最上一個測壓孔以上5cm為止(3)飽和試樣,將排水水位調(diào)節(jié)高于試樣水面,打開供水管夾待試樣表面出現(xiàn)水膜時立即關(guān)閉供水夾,觀察試樣筒及三個側(cè)壓管水位是否在同一水平面上(1mm為準);如果沒有則說明氣泡沒有排盡或側(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。)實驗測定:打開供水管夾調(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<1m),記錄各側(cè)壓水位值(讀彎液面下緣高度)同時測定在時間t秒鐘內(nèi)出水管的滲透量及水溫T℃。重復(fù)測定二次取其平均值。然后再調(diào)節(jié)二次排水水位(即改變I),如同前述測得二次調(diào)節(jié)后的各值。調(diào)節(jié)時應(yīng)逐級上升或依次下降,不要跳躍式的上升或下降,以免沖壞試樣原有結(jié)構(gòu)實驗一達西定律—3.實驗步驟51實驗一達西定律—3.實驗步驟最后測量試樣筒內(nèi)徑d及測壓孔間距L1、L2并將三次不同排水水位時,所測得數(shù)據(jù)一一填入記錄表1—1儀器內(nèi)徑D=班級滲透土柱斷面面積F試驗者:測壓間距Lcm日期表11達西實驗記錄表驗時間水量流量滲透測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)實驗一達西定律—3.實驗步驟52實驗一達西定律-4.作業(yè)要求1計算滲透系數(shù)(K)根據(jù)達西公式,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一測流的時間段(s);W一在t秒時間段內(nèi)測得的滲透量(cm3);F一過水?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的相對水位cmL1L2一分別為側(cè)壓孔1,2,3孔的間距(cm)019/8/2實驗一達西定律-4.作業(yè)要求53實驗一達西定律-4.作業(yè)要求2、滲透系數(shù)溫度校正計算。地下水的滲透速度不僅與巖石本身的性質(zhì)有關(guān),而且還與水溫和動力粘滯系數(shù)有關(guān),因此在計算溫?zé)岬V水或預(yù)測不同水溫的滲透系數(shù)時,應(yīng)考慮水溫的影響,現(xiàn)以校正成水溫為10℃時為例對滲透系數(shù)校正計算,其計算公式為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℃的水的動力粘滯系數(shù),根據(jù)普阿杰里表,直接查得。實驗一達西定律-4.作業(yè)要求54實驗一達西定律—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實驗一達西定律—4.作業(yè)要求55戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件56戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件57戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件58戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件59戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件60戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件61戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件62戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件63戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件64戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件65戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件66戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件67戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件68戚姆儀及滲壓儀等方法測定本次采用達西儀測定巖石的滲透系數(shù)課件69戚姆儀及滲壓儀