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1、变水头渗透仪测定粘质土在变水头下渗透试验的渗透系数。主要由上盖,底座,套座,环刀,透水石,螺杆等组成,该仪器与在压紧方式上改成中间螺旋杆旋压,并对同类型仪器不足之处做了适当改进,操作使用更为简便。
2、渗透容器:由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。环刀内径61.8mm,高40mm;透水石的渗透系数应大于10-3cm/s)。
3、变水头装置;由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成。变水头管的内径应均匀,管径不大于lcm,管外壁应有最小分度为1.0mm 的刻度,长度宜为2m 左右。
1、滞后时间的概念
在钻孔中注水后出现一剩余水头H0并以初始流量q0进行渗透,当H0消散到零水头时所需要的时间为渗透时间。但实际上剩余水头H0与渗透流量q是随时间而变化的,所以要找到一个变量,使剩余水头与相应的时间所取得的结果恰等于上述剩余水头H0以初始流量q0的流速使H0消散时所需的时间T,称为滞后时间。
2、滞后时间的原理
根据达西定律,可确定在剩余水头H0的情况下其初始流量q0为:
q0=KH0F
式中:q0——为初始流量,cm3/min;
H0——为初始剩余水头,cm;
F——为试验段和蓄水管的几何形状系数,cm(右表)。
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质,决定土体的强度性质和变形、固结性质,渗透问题是土力学的三个重要问题之一,与强度问题、变形问题合成土力学的主要三大问题。渗透试验主要是测定土体的渗透系数,渗透系数的定义是单位水力坡降的渗透流速,常以cm/s 作为单位。
1、参照变水头渗透仪水电部土工试验规程SD128-012-84,制备样,或参照JTJ051--93《公路土工试验规程》T013-93
变水头渗透试验的试样分原状试样和扰动试样两种,其制备方法分别为:
(a)原状试样:根据要测定的渗透系数的方向,用环刀在垂直或平行土层面方向切取原状试样,试样两端削平即可,禁止用修土刀反复涂抹。放入饱和器内抽气饱和(或其他方法饱和);
(b)扰动试样:当干密度较大(ρd≥1.40g/cm3)时,用饱和度较低(St≤80%)土压实或击实办法制样;当干密度较低时,使试样泡于水中饱和后,制成需要干密度的饱和试样。
2、把渗水石,密封圈放入底座中,将套筒内壁涂一层凡士林,放入土样环刀,刮净多余凡士林置于底座上。
3、装好仪器,检查是否漏水。将调节管与供水管相连,由仪器底部充水至水位达到金属透水板顶面时,放入滤纸,关止水夹;
4、取代表性风干土样3~4kg,称重精确至1g,测定风干含水率;
5、将试样分层装入仪器,根据预定孔隙比控制试样密度。每层装完后从调节管进水至试样顶面。最后一层应高出上测压管孔3~4cm。待最后一层试样饱和后,继续使水位上升至圆筒顶面。将调节管卸下,使管口高于圆筒顶面,观测三个测压管水位是否与孔口齐平;
6、量测试样顶面至筒顶余高,计算出试样高度。称量剩余土样,计算出装入质量,计算试样干密度和孔隙比;
7、供水管向圆筒顶面供水,使水面始终保持与渗透仪顶面齐平,同时降低调节管高度,形成自下向上方向的渗流。固定调节管在某一高度,过一段时间后,三个测压管水位达到稳定值,表明形成稳定渗流场;
8、在不大于200cm水头作用下,静置某一时间,待出水管口有水逸出后即可开始测定;
9、试验时,将水头管冲水至需要高度后关管夹开动秒表,同时测记起始水头h1,经过时间t后,再测记终止,同是测记试验时与终止时的水温。
1.变水头渗透仪要有铭牌,铭牌上应标明产品名称、型号规格、编号、制造厂名和出厂日期。
2.仪器铸件表面应无明显气孔砂眼,渗水涂层应平整光洁均匀和色调一致,不应有起皮碰伤划痕等影响外观质量的疵弊。
3.上盖下盖及套筒应以耐腐蚀耐磨损不易变形的金属材料制造,表面及内壁表面粗糙度RM6.3。
4.透水板两端应平整,其渗透系数应不小于1X10三次方厘米。
5.环刀,应符合(切土环刀)SD191-86的规定。
6.仪器组装拧紧后环刀应不悬空和不受压损并应在100KPa气压下不泄漏.
7.水力量管应符合B级滴定管1-100ml要求。
为了取得在各土层条件下测得工程所需的不同渗透参数,可在试验段选择如下装置形式:
1)钻孔全部下套管,孔底敞口,试验土层与孔底齐平。
2)钻孔全部下套管至孔底,孔底敞口,试验土层顶板为不透水层。
3)钻孔不下套管或部分下套管,试验段裸露或下花管,孔壁与孔底进水。
4)钻孔不下或部分下套管,试验段裸露或下花管,孔壁与孔底进水,试验土层顶部为不透水层。
变水头渗透系数应按下式计算:
式中
a——变水头管的断面积(cm2);
2.3——ln 和log 的变换因数;
L——渗径,即试样高度(cm);
t1,t2——分别为测读水头的起始和终止时间(s);
H1,H2——起始和终止水头。
(1) 变水头试验中,每次测得的水头h1和h2的差值应大于10cm;
(2) 变水头试验过程中,若发现水流过快或出水口有混浊现象,应立即检查有无漏水或试样中是否出现集中渗流,若有,应重新制样试验;
(3) 渗透试验一定要用无气水作试验,否则,试验过程中水中的气泡会在试样内集中,使测得的渗透系数随渗透时间的延长不断减小,产生不允许的试验误差;
(4) 试验过程中,由于渗透力的作用,使土的干密度发生变化,从而使渗透系数发生变化,因此,渗透试验的时间不能太长,水头差不能太大;
(5) 规范规定采用水温20°C或10°C时的渗透系数作为标准渗透系数。
公路土工试验所需试验仪器清单
公路土工试验所需试验仪器清单 仪器名称 规 格 数量 电子天平 感量 0.01g、0.1g、最大称量 2 ㎏、5㎏ 2 2 铝盒 大号、 30 烘箱 土壤筛。 1 液塑限联合测定仪 多功能电动击实仪 刮刀(调土刀) 5 灌沙筒 直径 15㎝ 3 标定罐 直径 15㎝ 基板 玻璃板 50×60㎝ 1 电子称 感量 1g、最大称量 15 ㎏ 4 标准砂 10袋 凿子、改锥、铁锤、 各 2 勺子、毛刷、塑料袋 6 。3 .3 电动脱模器 CBR 试验附件 (试筒、套环、多孔底板、 百分表、贯入杆) 路面材料强度仪 仪器名称 规 格 压力机 2000KN 石子压碎值测定仪 轻型动力触探仪 弯沉仪 泥浆含沙量测定仪 NA-1 型 泥浆粘度计 1006型 泥浆比重计 NB-1 型 水泥标准养护箱 沸煮箱 维卡仪 砂浆稠度仪 水泥胶砂振实台 负压筛析仪 雷氏夹测定仪 电动抗折试验机
监理试验室及试验仪器管理措施
1 、目的:监理试验检查的任务, 是对工程项目的材料、 配合比和 强度进行有效的控制,以确保各项工程的物理、化学性能达到规定要求。 2、职责:对承包人 的工地试验室进行全面的监理和管理。试验室的规模、试验设备的种类,按照项目《施工监 理招标文件》及有关规定要求组建。各级试验室应在试验(材料)监理工程师领导下开展工 作,并建立健全各项规章制度及操作规程,明确责任分工,确保试验数据的真实可靠。 3.1 监理试验室仪器和设备的管理 3.1.1 校核和检验高级驻地办、驻地办统一定期送交有资格的 核验机构校核和检验,校验合格后方准使用,严格按操作规程使用。并按照国家计量检定站 有关规定,计量器具的检定周期如下:全站仪、经纬仪、水准仪检定周期为 12个月;回弹仪 检定周期为 12个月;放线钢尺( 30~50m)检定周期为 12 个月;游标卡尺、对国家未规
变水头法是指在实验室测定渗透系数的试验过程中,水头差一直随时间变化,且适用于测定渗透性很小的黏性土的试验方法。
由于细粒土渗透系数很小,流经试样的水量很少,难以准确测量,所以细粒土适用变水头渗透试验法。
【学员问题】常水头渗透试验步骤?
【解答】1、按仪器装好,接通调节管、,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制孔隙比。如土样含粘粒比较多,应在金属孔板上加铺约2厘米厚的粗砂作为缓冲层,以防细粒被水冲走。
4、每层试样装好后,慢慢开户止水夹,水由筒底向上渗入,使试样逐渐饱和。水面不得高出试样顶面。当水与试样顶面齐平时,关闭止水夹。饱和时水流不可太急,以免冲动试样。
5、如此分层装入试样、饱和,至高出测压孔3——4厘米为止,量出试样顶面至筒顶高度,计算试样高度,称剩余土质量,准确至0.1g,计算装入试样总质量。在试样上面铺1——2厘米砾石作缓冲层,放水,至水面高出砾石层2厘米左右时,关闭止水夹。
6、将供水管和调节管分开,将供水管置入圆筒内,开启止水夹,使水由圆筒上部注入,至水面与溢水孔齐平为止。
7、静置数分钟,检查各测压管水位是否与溢水孔齐平,如不齐平,说明仪器有集气或漏气,需挤测压管上的橡皮管,或用吸球在测压管上部将集气吸出,调至水位齐平主止。
8、调节管的管口位置,水即渗过试样,经调节管流出。此时调节止水夹,使进入筒内的水量多于渗出水量,溢水孔始终有余水流出,以保持筒中水面不变。
9、测压管水位稳定后,测记水位,计算水位差。
10、开动秒表,同时用量筒摘取一定时间的渗透水量,并重复一次,接水时,调节管出水口不浸入水中。
11、测记进水和出水处水温,取其平均值。
12、降低调节管管口至试样中部及下部1/3,高度处,改变水力坡降H/L,重复8至11步骤进行测定。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
在变水头试验中,土样高L,横截面面积为A,在初始水头差h0作用下,水从带有刻度的变水头管(截面面积为口)中自下而上渗过土样,保持土样顶面的水头不变,变水头管中的水位将逐渐下降,渗流的总水头随之减小。
试验时,测记初始时刻t0和一定时间t1对应的总水头差h0和h1,同时测记水温,根据上述试验结果和达西定律,即可推出土样渗透系数Kr的表达式:
Kr=(a×L)/A(t1-t0)×ln(h0/h1)