六、渗透试验
土的渗透为水流通过多孔介质的现象。若土中渗透水流属于层流,则渗透速度与水力坡降成正比。当水力坡降等于1时的渗透速度,称为土的渗透系数。
1. 实验目的
测定砂性土和粘性土的渗透系数以提供估算建筑物地基在排干基坑积水用排水设备,建造土坝时选用的土料考虑到渗水量以及从渗透系数可以计算田结系数,从而验算建筑物地基在荷重作用下固结时间等。
2. 试验方法
根据不同土质,可分别采用不同方法。砂性土可采用常水头70型试验仪法常水头渗透试验法;粘性土可采用变水头55型渗透仪测定土的渗透系数,并且可以加快试验过程。
3. 70型试验仪法
3.1. 仪器设备
(1)常水头渗透仪(有底金属圆筒、金属网格、测压孔三个、筛布、玻璃测压管(玻璃管内径0.6cm左右,用橡皮管与测压孔相连接,固定于一直立木板上,旁有毫米尺,作测记水头之用,三管的零点应齐平)。
(2)供水瓶(容量5000m1);
(3)量杯(容量500ml),
(4)温度计(刻度0-50℃,精度0.5℃);
(5)秒表;
(6)击棒(木制或金属制);
(7)其他(橡皮管、管夹、支架等)。
3.2. 操作步骤
3.2.1. 将仪器按图装置妥善后,将调节管7与供水管9连通,使水流入仪器底部、直至齐网格顶面为止,关管夹11。
3.2.2. 秤取一定重量的风干砂土(3~4kg),准确至0.1g并测定其风干含水量。将风干试样分层(每层厚2~3cm)装入金属圆筒的网格上,用击棒轻轻捣实,使达一定厚度,以控制其孔隙比。
如砂样中含粘土颗粒较多,装砂前应在网格上加铺厚约20m的粗砂;作为缓冲层,以防细颗粒被水冲走。
3.2.3. 每层试样装好后,缓缓开启管夹10,使水由仪器底部向上渗入,并使试样逐渐饱和(水流须缓慢,以免冲动土样,且水面不得高出砂面),待饱和后,关上管夹10,同时注意测压管中水面情况及管子弯曲部分有无气泡。
在管子弯曲部分如有气泡,须挤压连接测压孔及测压管的橡皮管。或用橡皮吸水球在测压管上部连接抽吸,以除去管内空气。
(4)如此继续分层装砂并饱和、直至试样表面较上测压孔高出3-4cm为止。量试样面至筒顶高度,与网格(或缓冲层顶面)至筒顶高度相减,得试样高度h,爷袒叁苎苎戛乙举确至0.1Z。计算所荤试样昼重身。并在试样上部填厚l~2cm砾石层,放水至水面商出嚆石-面2~3cm时关上管夹10。 · .'·--…:…-'--、'
(5)将迪些迪这挚上笋动,使芸管口高于溢水孔扣关管夹、1a,咖蜘滞9,海海节
'7分开,并置于圆筒上部。开管夹¨。熏水出顶葫注入仪器,、至水再与盔水孔鸥挚瞬瘁盛多余的水由溢水孔溢出,以保持水头恒宅: ·
(?)测压管及管路校正无误后?即可开始进行试垒,降低调节管7蝴酌渤垂位午土样
上部,上旦曼些些,使仪器中产兰水头差,水即渗过试祥,经调节管淹趴淘勘嘲瞄懈憾面要保持不变。 1LT';÷熟甄芦·
(8).当测压管水头稳定后,测定测压管水头,并计算凳压管工、重间的水英建鸳鞠'庄智工、Ⅱ间的水绸。 畔
(9)开郑孝,用量筒自调节管7接取经一定时间的渗透水量,并重复一次。注繁瓣节管口不可没入水中。 、- '
(10)测记进水与出水史的水温,取其平均值i· 、
(11)降痢丽喑:管口至斌样中部及下咏·1扫黄度处i以朔睐蜘妇谰隔灼涕
10条步骤重复进行试验。
3.计算
<妙按了式计算试样的干窖重及孔隙比;
式中
&--风干试样总重(别:
u.--风干含水量(%):
召;一试样的干重(g);
尹d乙-试样干密度(g/C1T['!
'卜扣试样高度(cm);
9-J试样断面积(cm:):
·d,-试样孔隙比;
:G--土粒比重。
(2)按下式计算渗透系数:
': K:1;坞厂
式中'Xi乙乙水温为丁时土的渗透系数(cna/的,·