試坑雙環(huán)注水試驗(yàn)裝置 雙環(huán)法測(cè)野外滲透系數(shù) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x 雙環(huán)法試驗(yàn)是野外測(cè)定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)的常用的簡(jiǎn)易方法，試驗(yàn)的結(jié)果更接近實(shí)際情況。利用這個(gè)試驗(yàn)資料研究區(qū)域性水均衡以及水庫、灌區(qū)、渠道滲漏量等都是十分重要的。供應(yīng)商滄州森眾試驗(yàn)儀器有限公司 二、實(shí)驗(yàn)方法 野外測(cè)定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數(shù)常用的是試坑法，單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的精度zui高。 三、實(shí)驗(yàn)原理 在一定的水文地質(zhì)邊界以內(nèi)，向地表松散巖層進(jìn)行注水，使?jié)B入的水量達(dá)到穩(wěn)定，即單位時(shí)間的滲入水量近似相等時(shí)，再利用達(dá)西定律的原理求出滲透系數(shù)（K）值。 在坑底嵌入兩個(gè)高約20cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)，試驗(yàn)時(shí)同時(shí)往內(nèi)、外鐵環(huán)內(nèi)注水，并保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在同一高度，以0.1m為宜，由于外環(huán)滲透場(chǎng)的約束作用使內(nèi)環(huán)的水只能垂向滲入，因而排除了側(cè)向滲流的誤差，因此它比試坑法和單環(huán)法的精度都高。 圖1雙環(huán)法滲水試驗(yàn)示意圖 四、實(shí)驗(yàn)儀器 雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管 五、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）選擇試驗(yàn)場(chǎng)地，zui好在潛水埋藏深度大于5m的地方為好。如果潛水埋深小于2m時(shí)，因滲透路徑太短，測(cè)得的滲透系數(shù)不真實(shí)，就不要使用滲水試驗(yàn)。 （2）按雙環(huán)法滲水試驗(yàn)示意圖，安裝好試驗(yàn)裝置。 （3）往內(nèi)、外鐵環(huán)內(nèi)注水，并保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在同一高度，以0.1m為宜。 （4）按一定的時(shí)間間隔觀測(cè)滲入水量。開始時(shí)因滲入量大，觀測(cè)間隔時(shí)間要短，稍后可按一定時(shí)間間隔比如每10分鐘觀測(cè)一次，直至單位時(shí)間滲入水量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，再延續(xù)2～4小時(shí)即可結(jié)束試驗(yàn)。 六、注意事項(xiàng) （1）隨時(shí)保持內(nèi)外環(huán)的水柱都保持在0.1m的同一高度。 （2）向供水瓶注水時(shí)，做好水量轉(zhuǎn)換的換算 七、實(shí)驗(yàn)成果 （1）野外滲水試驗(yàn)的記錄格式見表1。 表1 野外滲水試驗(yàn)記錄 工程名稱 試驗(yàn)者 工程編號(hào) 計(jì)算者 試驗(yàn)日期 校核者 試驗(yàn)次數(shù) 經(jīng)過的時(shí)間 (s) 滲透流量 m3/min 滲透速度 m/min 滲透系數(shù) m/min 注：A雙環(huán)內(nèi)徑面積（314cm2） I是水力梯度, （2）計(jì)算滲透系數(shù) 根據(jù)達(dá)西定律： k=Q/AI 式中 Q穩(wěn)定滲流量（m3/min）； K滲透系數(shù)（m/min）； A雙環(huán)內(nèi)徑面積（m2）； Z滲坑內(nèi)水層厚度（m）； L在試驗(yàn)時(shí)間段內(nèi)，水由試坑底向土層中滲透的深度（m）； Hk水向干土中滲透時(shí)，所產(chǎn)生的毛細(xì)壓力，以水柱高表示（m）； L值可在試驗(yàn)后用手搖鉆取樣，測(cè)定其含水量變化得知。Hk按表2確定。如果當(dāng)試驗(yàn)層為粗砂或粗砂卵石層，而試坑中水層厚度為10cm時(shí)，Hk與Z及L相比則很小I近似等于1，則 K=Q/A=V（滲透速度） 若試驗(yàn)層是粘性土類，可按Hk的實(shí)際數(shù)值代入公式計(jì)算得出I值，再利用 求得滲透系數(shù)（K）。 表2. 不同巖性毛細(xì)壓力Hk表 巖石名稱 Hk（m） 巖石名稱 Hk（m） 重亞粘土 輕亞粘土 重亞砂土 輕亞砂土 1.0 0.8 0.6 0.4 細(xì)粒粘土質(zhì)砂 粉砂 細(xì)砂 中砂 0.3 0.2 0.1 0.05 （3）成果 繪制試坑平面位置圖； 計(jì)算滲透系數(shù)。 為了解在滲水試驗(yàn)過程中滲透流量及滲透速度隨時(shí)間的變化，繪制滲透流量及滲透速度隨的歷時(shí)曲線
在段河壩堆積層滑坡體不同地層開展了野外雙環(huán)滲水試驗(yàn),并利用野外高密度電法探測(cè)不同地層含水狀態(tài).結(jié)果表明:堆積層黃土滲透系數(shù)為1.90×10-4～2.25×10-3cm/s,大滲透深度約為1.55 m;風(fēng)化千枚巖層滲透系數(shù)為2.87×10-5cm/s,為相對(duì)隔水層.室內(nèi)顆粒分析試驗(yàn)分析表明導(dǎo)致兩者滲透差異的原因主要是不同粒組含量、密度等,通過高密度電法試驗(yàn)得到風(fēng)化千枚巖層含水率很高.推測(cè)造成堆積層滑坡降雨致滑的主要原因并非是大氣降水在堆積層緩慢下滲,而是沿坡積黃土層和風(fēng)化千枚巖內(nèi)部裂縫、落水洞等優(yōu)勢(shì)通道下滲,在風(fēng)化千枚巖層滯留,使其含水量增加,抗剪強(qiáng)度降低,導(dǎo)致斜坡內(nèi)部發(fā)生變形
針對(duì)西南地區(qū)某大型水電站近壩段內(nèi)一土石混合體構(gòu)成的滑坡,利用改進(jìn)的雙環(huán)注水試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)。試驗(yàn)中在滑體和滑帶的不同部位分別布置了4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)和6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：土石混合體的滲透系數(shù)較大,接近無黏性粗粒土的滲透系數(shù),并且滑體處平均滲透系數(shù)是滑帶處的3～4倍。結(jié)合室內(nèi)顆粒分析試驗(yàn)對(duì)滑體和滑帶土進(jìn)行的分析表明,低于5 mm粒徑的細(xì)顆粒含量、密度、顆粒形狀及物質(zhì)來源等因素導(dǎo)致兩者滲透系數(shù)差異的主要原因。
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