3.常水头渗透实验(深大)

三、常水头渗透实验（一）实验目的测定砂土的渗透系数。（二）实验原理一般土中水的流速缓慢，属于层流，流动符合达西定律。（三）实验设备1．常水头渗透仪（TST-70型）：（如附图1）筒内径应大于试样最大粒径的10倍；玻璃测压管内径为0.6cm，分度值为0.1cm；2．天平：称量4000g，分度值1g；3．其它：木锤、秒表等。（四）操作步骤1．装好仪器并检查各管路接头处是否漏水，将调节管与供水管连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。2．取具有代表性的风干试样2500g，称量准确至1.0g。3．将试样分层装入圆筒，每层厚2-3cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制其孔隙比。4．每层试样装好后连接供水管和调节管，并由调节管中进水，微开止水夹使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平，关止水夹。饱和时水流不应过急，以免冲动试样。5．依上述步骤逐层装试样，至试样高出上测压孔3-4cm止。在试样上端放置金属孔板作缓冲层，待最后一层试样饱和后，继续使水位缓缓上升至溢水孔，当有水溢出时，关止水夹。6．试样装好后，量测试样顶部至仪器上口的剩余高度，计算试样净高。称剩余试样质量准确至1g，计算装入试样总质量。7．静置数分钟后，检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。如不齐平，说明试样中或测压管接头处有集气阻隔，用吸水球进行吸水排气处理。8．提高调节管，使其高于溢水孔。然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于金属圆筒内。开止水夹，使水由上部注入金属圆筒内。9．降低调节管口，使位于试样上部1/3处，造成水位差。水即渗过试样，经调节管流出。在渗透过程中应调节供水管夹，使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔应始终有余水溢出以保持常水位。10．测压管水位稳定后，记录测压管水位。计算各测压管间的水位差。11．开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复1次。接取渗透水量时，调节管口不可没入水中。12．降低调节管管口至试样中部及下部处，以改变水力坡降。按10和11规定重复进行测定。（五）实验注意事项1．相同水力梯度下，接取渗透水两次（接取时间相同），两次接水量间的差值不可以过大。（六）计算公式1．计算干密度和孔隙比：sdmV1wsdGe解：V=πr2h=3.14×52×(34.3-5.0)=2300.05cm2ms=4000gρd=ms/V=4000/2300.05g/cm2=1.74g/cm3e=ρwGs/ρd-1=1×2.65/1.74-1=52.3%2．计算渗透系数：HiLQvAt解：I1=2.95I2=2.8I3=6.15I4=6.45I5=9.85I6=9.9V1=0.01241cm/sV2=0.01220cm/sV3=0.02525cm/sV4=0.02493cm/sV5=0.03913cm/sV6=0.03989cm/s将三组v，i数值画在v-i坐标图上，利用直线拟合法确定k，并给出相关系数。Y=0.0039x+0.0010渗透系数k=0.0039cm/s（七）讨论实验结果图1TST-70型渗透仪附表：实验数据记录表班级土木3实验小组成员吕晓锐、洗丁浩、吴鸿钦、温楚辉、李选锋、陈增浩实验日期2012-11-08风干土质量4000g试样高度29.5cm试样面积78.5cm2试验次数经过时间t(s)测压管水位(cm)水位差(cm)水位坡降渗透量(ml)渗透系数(cm/s)I管II管Ⅲ管160269.0239.0210.029.52.9558.50.00421260269.0241.0213.028.02.857.50.00436360261.0199.0138.061.56.15119.00.00411460266.0203.0137.064.56.45117.50.00387560258.0159.061.098.59.85186.20.00397660254.0155.056.099.09.9188.00.00403