双环渗水试验

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1、双环渗水试验技术培训双环渗水试验作业指导地下水勘查项目部二〇一四年九月2双环渗水试验技术培训目录一、实验目的和意义1二、实验原理1三、实验仪器1四、实验步骤11、确定试点,开挖试坑。12、压入双环、铺砾、立标23、定水头注水、观测记录24、渗入速度稳定，完成试验25、精度要求3五、数据处理的方法31、垂向一维渗流原理32、包气带垂向渗透系数k的求法4六、数据处理分析6七、试坑渗水试验的成果资料包括以下内容7八、总结72双环渗水试验技术培训一、实验目的和意义双环法试验是野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数的常用的简易方

2、法，试验的结果更接近实际情况。利用这个试验，主要为研究区域性水均衡、水库、灌区、渠道渗漏量、山前地区地表水渗入量等进行的。二、实验原理在一定的水文地质边界以内，向地表松散岩层进行注水，使渗入的水量达到稳定，即单位时间的渗入水量近似相等时，再利用达西定律的原理求出渗透系数（K）值。三、实验仪器渗水双环（两个高约50cm，直径分别为0.25m和0.5m的铁环）、两套带有刻度的供水桶、胶带、橡皮管,止水夹、铁锹、尺子、及若干要填在试环底部的小砾石。图3-1双环试验剖面示意图照片3-1双环试验野外示意图四、实验步骤1、确定试点

3、,开挖试坑。确定试点有三个原则：是代表性。试点处的包气带岩层要能代表试区相当大范围内包气带岩层的情况；是一致性，试点处包气带岩层的选择应与大7双环渗水试验技术培训目标一致，如本次实例是为了选择人工回灌点，所以选择包气带岩层渗透性能较好的部位进行试验。选择试验场地，最好在潜水埋藏深度大于5m的地方为好。如果潜水埋深小于2m时，因渗透路径太短，测得的渗透系数不真实，就不要使用渗水试验。试坑开挖：铲去表土，露出目标层，试坑深度应大于0.8-1.2m，试坑面积1.3×1.0m左右，以消除包气带表层植被根系对试验的影响2、压入双

4、环、铺砾、立标将双环同心压入试坑底部中央，原则上压入0.8-1cm即可，实际中，将双环压入试层3-8cm。铺砾的目的是防止注水时将环底的沙层冲起，试验中实际铺砾3-4cm。立标的目的在于，定水头注水时，控制环底水层厚度，一般控制在10cm，需要说明的一点是，此处所言的“水层厚度”是包括环底铺砾厚度在内的。3、定水头注水、观测记录以环底水标为准，保持标头刚好淹在水中，内外环同时定水头注水（随时保持内外环的水柱都保持在10cm的同一高度。这样即可认为，内外环之间渗入的水主要消耗在侧向扩散上，内环渗入的水主要消耗在垂向渗透上

5、，为准垂向一维渗流）。同时从供水桶观测注入水量。记录的时间，开始时因渗入量大，观测间隔时间要短，稍后可按一定时间间隔比如每10分钟观测一次。4、渗入速度稳定，完成试验试验记录的过程中，绘制出渗速时间v-t曲线，当试验时间（一般为30分钟）曲线保持在一个不大的区间，再延续一段时间，如2-3h，即可结束试验。7双环渗水试验技术培训图4-1渗流速度随时间变化曲线图5、精度要求流量观测精度应达到0.1L开始的5次流量观测间隔5min，以后每隔20min观测一次。连续两次观测流量之差不大于5%，即可结束试验，取最后一次注入流量作

6、为计算值五、试验数据处理的方法图5-1垂向一维渗流剖面示意图1、垂向一维渗流原理双环渗水试验主要是利用内环渗水模拟垂向一维渗流来求取试层垂向渗透系数的。垂向一维渗流的简单模式如图5所示。渗水下限称为湿润锋面，对于2—a，湿润锋面未达到地下水面，其以下的岩层仍是非饱和的，湿润锋面以上的压力水头近似等于毛细上升高度Hc7双环渗水试验技术培训的二分之一；对于图2—b，由于湿润锋面已与地下水面交在一起，故其上不存在压力水头。如果保持环内的水层厚度Hs为常数，根据达西定律，对应于图2—a和图2—b的渗水内环底部的垂向入渗速度(v

7、)可分别用式[5-1]、[5-2]表示：v=kHS+0.5HC+LwLw[5-1]v=kHS+LwLw[5-2]式中：V—内环底部的入渗速度。K—渗透系数。Hs—渗水环中的水层厚度。Hc—毛细上升高度，水向干土中渗透时，所产生的毛细压力，以水柱高度表示。Lw—湿润带深度，在试验时间段内，水由试坑底向土层中渗透的深度。Lw值可在试验后用手摇钻、洛阳铲、铁锹获取，测定其含水量变化得知。Hc按表5-1确定。如果当试验层为粗砂或粗砂卵石层，而试坑中水层厚度为10cm时，Hc与Hs及Lw相比则很小，水力梯度近似等于1，则K=Q/

8、A=V。若试验层是粘性土类，可按HC的实际数值代入公式计算得出水力梯度I值，再利用V=KI求得渗透系数（K）。表5-1不同岩性毛细压力Hc表岩石名称Hc(m)岩石名称Hc（m）重亚粘土≈1.0细粒粘土质砂0.3轻亚粘土0.8粉砂0.2重亚砂土0.6细砂0.1轻亚砂土0.4中砂0.057双环渗水试验技术培训2、包气带垂向渗透系数k的