《土工試驗(yàn)與檢測(cè)》課件-項(xiàng)目9常水頭滲透

01概述（試驗(yàn)?zāi)康模?2試驗(yàn)儀器設(shè)備03試驗(yàn)步驟04成果分析05試驗(yàn)注意事項(xiàng)06試驗(yàn)操作規(guī)程目錄項(xiàng)目9土的滲透試驗(yàn)（常水頭）一、概述1、基本概念

土具有被水透過(guò)的性能稱為土的滲透性。

根據(jù)達(dá)西定律，當(dāng)土中水流流速較低時(shí)，水的滲流速度與水力梯度成正比，兩者

的比值為土的滲透系數(shù)，常以cm/s作為單位。

滲透試驗(yàn)分為室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩種，室內(nèi)常采用常水頭及變水頭試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)常采用抽水試驗(yàn)。

本講講述常水頭滲透試驗(yàn)。

主要測(cè)試參數(shù)：水位差、滲出水量和水溫。一、概述2、試驗(yàn)?zāi)康?、適用土樣常水頭滲透試驗(yàn)主要是測(cè)定粗粒土的滲透系數(shù)。本試驗(yàn)適用于砂、碎石等透水性較大的粗粒土。4、工程應(yīng)用

滲透系數(shù)可應(yīng)用于基坑維護(hù)設(shè)計(jì)、壩體填土料選擇、固結(jié)沉降計(jì)算等工程實(shí)際中。

一、概述4、試驗(yàn)原理

在金屬筒中裝填截面為A，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的飽和試樣，打開(kāi)水閥，使水自上而下流經(jīng)試樣，并自出水口處排出。待水頭差△h和滲出流量Q穩(wěn)定后，量測(cè)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間t內(nèi)流經(jīng)試樣的水量V，按達(dá)西定律即可得出滲透系數(shù)。

二、試驗(yàn)儀器設(shè)備

其中有封底圓筒高40cm，內(nèi)徑10cm；金屬孔板距筒底6cm。有三個(gè)測(cè)壓孔，測(cè)壓孔中心間距10cm，與筒邊連接處有銅絲網(wǎng)；玻璃測(cè)壓管內(nèi)徑為0.6cm，用橡皮管與測(cè)壓孔相連。滲透裝置示意圖1、常水頭滲透儀2、木錘用于擊實(shí)桶內(nèi)土樣。二、試驗(yàn)儀器設(shè)備3、管夾管夾：用于改變和固定調(diào)節(jié)管高度4、供水瓶為滲透試驗(yàn)提供水源5、秒表等

二、試驗(yàn)儀器設(shè)備1-金屬圓筒；2-金屬孔板；3-測(cè)壓孔；4-測(cè)壓管；5-溢水孔；6-滲水孔；7-調(diào)節(jié)管；8-滑動(dòng)支架；9-供水管；10-止水夾；11-溫度計(jì)；12-礫石層；13-試樣；14-量杯；15-供水瓶滲透裝置示意圖常水頭滲透儀裝置示意圖試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)滲透裝置示意圖組裝儀器。三、試驗(yàn)步驟1、組裝儀器按照右圖組裝好儀器。量測(cè)濾網(wǎng)至筒頂?shù)母叨取＿B接供水管和調(diào)節(jié)管，從滲水孔向圓筒沖水，直至高出濾網(wǎng)底面。1-金屬圓筒；2-金屬孔板；3-測(cè)壓孔；4-測(cè)壓管；5-溢水孔；6-滲水孔；7-調(diào)節(jié)管；8-滑動(dòng)支架；9-供水管；10-止水夾；11-溫度計(jì)；12-礫石層；13-試樣；14-量杯；15-供水瓶三、試驗(yàn)步驟2、測(cè)風(fēng)干含水量取具有代表性的風(fēng)干試樣3~4kg,并測(cè)定試樣的風(fēng)干含水率。3、裝入土樣

將試樣分層裝入金屬圓筒，每層厚2~3cm,用木錘輕輕擊實(shí)到-定厚度，以控制其孔隙比。如試樣含黏粒較多，應(yīng)在金屬板上加鋪厚約2cm的粗砂作為過(guò)渡層，以防止試驗(yàn)時(shí)細(xì)料流失，并量出過(guò)渡層厚度。4、飽和土樣

每層試樣裝好后，慢慢開(kāi)止水夾，由調(diào)節(jié)管中向上滲水，使試樣逐漸飽和。當(dāng)水面與試樣頂面齊平時(shí)關(guān)止水夾。飽和時(shí)水流不應(yīng)過(guò)急，以免沖動(dòng)試樣。三、試驗(yàn)步驟5、停止裝樣以上述步驟逐層裝試樣，至試樣高出上測(cè)壓管3~4cm停止，并飽和試樣。6、計(jì)算土樣凈高、質(zhì)量

量測(cè)試樣頂部至儀器上口的剩余高度，計(jì)算試樣凈高，稱剩余試樣質(zhì)量(準(zhǔn)確至1.0g)，計(jì)算裝入的試樣總質(zhì)量。在試樣上面鋪1~2cm礫石作緩沖層，放水，至水面高出礫石層2cm左右，關(guān)閉止水夾。7、調(diào)平滲透前高水位靜置數(shù)分鐘，檢查各測(cè)壓管水位是否與溢水孔齊平。如不齊平，用吸水球進(jìn)行吸水排氣，調(diào)至水位齊平為止。三、試驗(yàn)步驟8、改為上部注水9、降低調(diào)節(jié)管

降低調(diào)節(jié)管管口位置，使其位于試樣上部1/3處，造成水位差，水滲過(guò)試樣經(jīng)調(diào)節(jié)管流出。注意溢水孔應(yīng)始終有余水溢出，以保持常水頭。10、記錄并計(jì)算水位差測(cè)壓管水位穩(wěn)定后，記錄測(cè)壓管水位，計(jì)算各測(cè)壓管間的水位差。

提高調(diào)節(jié)管管口位置高于溢水孔高度。將調(diào)節(jié)管與供水管分開(kāi)，將供水管置于金屬圓筒內(nèi)，開(kāi)止水夾，使水由圓筒上部注入。三、試驗(yàn)步驟11、記錄時(shí)間和滲水量

開(kāi)動(dòng)秒表，同時(shí)用量筒接取經(jīng)一定時(shí)間的滲透水量，并重復(fù)1次。接取水量時(shí)，調(diào)節(jié)管出水口不可沒(méi)入水中。12、測(cè)水溫測(cè)記進(jìn)水與出水的水溫，取其平均值。13、再次降低調(diào)節(jié)管降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部1/3處，以改變水力坡降，按(9)~(12)步驟重復(fù)進(jìn)行測(cè)定。四、成果分析1、計(jì)算干密度和孔隙比按下式計(jì)算干密度和孔隙比:式中:

———試樣干質(zhì)量（

）；

———試樣風(fēng)干質(zhì)量（

）；

———風(fēng)干含水率（%）；

———干密度（

/cm3）；

———試樣斷面面積（cm2）；

———試樣孔隙比；

———水的密度（

/cm3）；

———土粒比重。四、成果分析2、計(jì)算試樣的滲透系數(shù)按下式計(jì)算水溫

℃時(shí)試樣的滲透系數(shù)：

式中:

———平均水位差（cm）；

———水位差1（cm）；

———水位差2（cm）；

———水溫℃時(shí)試樣的滲透系數(shù)（cm/s）；

———試樣斷面面積（cm2）；

———時(shí)間t內(nèi)的滲透水量（cm3）

———兩測(cè)壓孔中心之間的試樣高度（=10cm）；

———時(shí)間（s）。四、成果分析3、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲透系數(shù)按下式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲透系數(shù):

式中:

———水溫℃時(shí)試樣的滲透系數(shù)（cm/s）；

———水溫℃時(shí)水的動(dòng)力黏滯系數(shù)（kpa.s）；

———水溫20℃時(shí)水的動(dòng)力黏滯系數(shù)（kpa.s）。

四、成果分析4、常水頭試驗(yàn)成果示例五、試驗(yàn)注意事項(xiàng)常水頭試驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）滲透試驗(yàn)一定要用無(wú)氣水作試驗(yàn)，否則，試驗(yàn)過(guò)程中水中的氣泡會(huì)在試樣內(nèi)集中，使測(cè)得的滲透系數(shù)隨滲透時(shí)間的延長(zhǎng)不斷減小，產(chǎn)生不允許的試驗(yàn)誤差;

（2）

如試樣含黏粒較多，應(yīng)在金屬板上加鋪厚約2cm的粗砂作為過(guò)渡層，以防止試驗(yàn)時(shí)細(xì)料流失；

（3）

規(guī)范規(guī)定采用水溫20°C時(shí)的滲透系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)滲透系數(shù)；

（4）試驗(yàn)中相同水力梯度下，接取滲透水兩次(接取時(shí)間相同)，兩次接水量間的差值不可以過(guò)大。而且試驗(yàn)時(shí)的水溫宜高于試驗(yàn)室溫度3~4°C。

（5）一個(gè)試樣多次測(cè)定時(shí)，應(yīng)在所測(cè)結(jié)果中取