2017年3月4日,大家一起刷新岩土工程的基本概念!暂时的目标是每天刷新一个基本概念,针对一个概念深入剖析、理解。期待着大家抛去完美主义,放下自我保护,畅所欲言,专注成长,共同的进步。特别声明,本人水平有限并不是来给大家上课,仅仅是想起到一个剖砖引玉的作用,更确切地说是求拍砖,所以如果文字中有说的不对的地方期待着各位的指正也希望不会惊吓到大家!
DAY86
岩土工程勘察
今天说渗透试验。对于岩土体的渗透性测试有室外的现场测试比如注水试验、压水试验、抽水试验等,还有也就是我们今天要说的室内试验。我们已经了解到粗粒土的渗透性比细粒土要大的多,规范对渗透性大的粗粒土采用常水头试验,对渗透性小的细粒土采用变水头试验。水在土体的孔隙中渗流的时候,如果水中溶解的气体比较多会形成气泡,气泡堵塞在孔隙通道中就会阻碍水的渗流通畅,从而导致了渗透系数的减小,这个减小不是真实地对于土体渗透性的体现属于误差所以要避免。从而规范规定:试验使用的纯水要进行排气,并且水温要高于室温3~4度(如果温度低的话,渗入土体温度被升高,溶解气体的能力下降又会有气泡产生)。另外,水在不同的温度时呈现出不同的黏糊程度(表征的定量指标就是水的动力黏滞系数),也就是不同温度的水即使是同样的土体测试得到的渗透性也是不同的(土体的渗透系数和水的动力黏滞系数成反比),所以规定了一个标准温度20度,试验结果都要统一换算成标准温度时候的渗透系数。此外,同一种土体不同的孔隙状态,会呈现不同的渗透性,所以对于试验结果也要说明相应的土体的密度状态。
常水头试验具体操作步骤如下:先是组装仪器,测量滤网到筒顶的距离并向筒里注水至高出滤网,取具有代表性的风干土样测试含水率并分层装入筒内,根据孔隙比控制试样厚度,每铺一层就升高筒内水位至土层顶部,最后一层要高出测压管一定距离,顶面要铺设砾石作为缓冲层(以免流入的水的冲击力改变土体的密实度),如果是含有黏粒为了防止黏粒的流失我们需要在滤网上铺设粗砂作为过滤层,铺设完毕测量、计算试样高度和质量,之后通过调节保持测压管和溢水孔水位齐平,打开止水夹开始注水,同时降低调节管到试样上部三分之一处,水头差形成开始渗流,通过调节要保持注入的水量多于溢出的并且保持筒内水位不变,测压管水位稳定后才可测记水位、水位差、规定时间内的渗出量、进出水处的水温(结果取均值),而后分别降低调节管到试样中部和下部三分之一处,重复以上的步骤测得渗出水量和水温,不同水力坡降下试验数据相近就可以结束试验了,如果有需要可以改变孔隙比继续进行试验。最终结算渗透系数的公式就是达西定律推导出来的,流量等于渗透系数乘以水力坡降乘以过水断面面积,一整理渗透系数就出来了,不过这个求出的是试验温度时候的渗透系数,需要换算成标准温度时候的渗透系数。晚安!
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