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《水文地质学基础》实验文字编辑：曹继星影视制作：曹继星配音：曹继星实验操作：周淑敏技术指导：刘金峰技术顾问：李铎前言《水文地质学基础》实验是水文与水资源工程、环境工程、土木工程、资源勘查、勘查技术与工程等专业学生今后从事地下水研究必备的基本手段和技能,通过实验可提高学生分析问题和解决问题的能力。实验一松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定岩石的空隙是地下水赋存的场所和运移的通道,作为含水介质,空隙的性状严格控制着地下水的分布、埋藏和运动特征。在孔隙水研究中,首先要对岩石的孔隙度、持水度和给水度进行实际测定,以了解岩层容水、持水和给水能力等方面的水文地质特征。岩石的孔隙度是用以表征岩石容水性能的重要指标;岩石的持水度是用来表征岩石在重力作用下仍能保持一定水量能力的指标;岩石的给水度是表征饱水岩石在重力作用下所释出或给出水量大小的指标。岩石的给水度是评价地下水资源量的一个重要参数,也是矿坑排水或疏干、建筑工程地基设计和施工等工作必需的一个重要水文地质参数。一、实验目的及要求通过本次实验,可使学生加深对孔隙度、给水度和持水度概念的理解,掌握室内测定基本方法;要求学生实验过程中认真观察和记录,分析讲义中本次实验后面的相关问题,写出实验报告书。二、测定方法及原理松散岩石的孔隙度、持水度与给水度测定方法,通常有高柱仪法和加压法,前者适用于砂和亚砂;后者则用于粘土及亚粘土。本实验为高柱仪法,用以下两种方法均可求得其相应参数。(一)、直接测定水量法根据定义,只要测出装入高柱仪中干试样的体积(V干试样)、试样饱水时所需用水的体积(向供水瓶内加入的水量和剩余水量之差,即V饱水=V加水━V剩水)和在重力的作用下试样排出水的体积(V排水),而V持水=V饱水━V排水,就可求出相应的孔隙度(n)、持水度(sr)和给水度(μ)。(二)、间接测定水量法将干试样装入高柱仪,然后量出干试样体积(V干试样),再将干燥试样称量后装入高柱仪,并加水饱和,最后使其在重力的作用下自由流出,直至排尽。根据试样所排的水量(V排水)、试样饱水时的含水率和重力作用下仍能保持的含水率与试样总重量W干试样，就可求出砂土的V持水及V饱水。然后再由后面式子求出相应的孔隙度、持水度和给水度。砂类土孔隙度等于其容水度;而粘性土往往小于其容水度。三、测定装置及所用仪器四、测定步骤实验次数加入瓶的水量V加水瓶内剩余水量V剩水试样饱和水量V饱水试样排出水量V排水试样的持水量V持水试样的总体积V干试样实测的孔隙度n实测的给水度μ实测的持水度Sr五、实验数据记录与整理1、直接测定水量法数据记录表注：表中体积单位：cm32、间接测定水量法数据记录表(1)、测定孔隙度数据记录表实验次数样品编号湿样加盒重量(q3)干样加盒重量(q4)样品盒的重量(q0)饱和样含水率(ω1)饱和样水体积(V饱水)实测孔隙度(%)平均值试样的总重量W干试样_________试样的体积V干试样__________注：表中湿样为饱和样,干样为烘干后样,重量单位为克。实验次数测孔编号样品盒号湿样加盒重量(q1)干样加盒重量(q2)样品的盒重量(q0)样品的含水率(ω2)样品含水体积(V持水)实测的持水度(%)平均值(2)、测定持水度数据记录表试样的总重量W干试样_________试样的体积V干试样__________注：表中湿样为保持水样,干样为烘干后样,重量单位为克。六、计算将以上实验数据记录表中各相应量代入下式即可求出其水文地质参数：n=Sr+其中：n=(V饱水/V干试样)×100%Sr=(V持水/V干试样)×100%=(V排水/V干试样)×100%q3–q4ω1=q4–q0q1―q2ω2=q2―q0V饱水=ω1×W干试样/ρ水V持水=ω2×W干试样/ρ水上式中：W干试样为高柱仪内干试样总重量；ρ水为水的比重常等于1。V排水也可由下式求出：V排水=V饱水━V持水最后由实验数据记录表中各相关参数的平均值和以上n、Sr和μ各公式求得其结果。七、实验中注意事项1、试样充水时,水流量不宜调的过大,以免破坏试样结构。2、本实验应平行测定二次以上,平均误差不得大于0.5%。八、撰写实验报告主要包括对本次实验过程中所存在的问题和改进建议，以及实验讲义中本次实验后面所提的问题的看法。石家庄经济学院工程学院水文与水资源工程教研室监制2004.11