土壤渗透系数的测定

土壤渗透系数的测定
土壤渗透系数的测定

土壤渗透系数的测定

1 测定意义

当土层被水分饱和后,土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一,它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤,并在其中贮存起来,而在渗透性不好的情况下,水分就沿土表流走,造成侵蚀。

土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。

2 测定原理

在饱和水分土壤中,渗透性按照达西公式计算如下:

V=K ·I (厘米/秒)

L h

I =

式中:V ——渗透速度,每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量,以立方厘米表示;

I ——水压梯度,即渗透层中单位距离内的水压降;

K ——渗透系数,在单位水压梯度(I=1)下,单位时间内通过单位截面积的流量

(毫升/分或小时);

h ——土柱上水头差(厘米)即静水压力;

L ——发生水分渗透作用的土层的厚度(厘米)即渗透路程。

在时间t 内渗透过一定截面积A (平方厘米)的水量Q ,可以用下列的方程式来表示:

Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t

因此渗透系数 K=I t A Q

??(毫升/厘米2/分或小时)

土壤渗透性的测定有室外法(渗透筒法)及室内法(环刀法)。

3 测定方法

3.1室外测定

3.1.1 仪器设备

①渗透筒:铁制圆柱形筒,横截面积为1000平方厘米(内径358毫米),高350毫米。

②量筒500ml和1000ml各一个。

③小铁筒:打水用。

④温度计:0—50℃

⑤秒表或一般钟表

⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。

3.1.2 测定步骤

3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上,布置一块约1平方米的圆形(直径113cm)试验地块,将其周围筑以土埂。土埂高约30 cm,顶宽20 cm,并捣实之。渗透筒置于中央,应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm,深15—20cm小沟,使筒深深嵌入土中。插好后,把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实,防止沿壁渗漏损失。筒内部为试验区,外部为保护区。

也可用高15—20厘米面积分别为25×25 和50×50平方厘米的方形铁框或圆形铁筒打入土中3—5厘米进行测定。

3.1.2.2、在筒内:外各插入一米尺,以便观察灌水层的厚度。筒内外迅速灌水,使水层厚度保持为5cm. 为从一开始时,水就向土壤内渗入,所以必须很快地把水倒到预期的水层厚度。为了使灌入的水不致冲刷表层土壤,不应将水直接倒在土面上,而应在筒内外灌水处用胶板或木板(甚至杂草或蒿草)保护之。

3.1.2.3、温度影响渗透系数很大,应在筒内插入温度计,以使换算为10℃时的渗透系数。

3.1.2.4、当试验区内部灌水到5cm高时,应立即开始计时,每隔一定时间进行一次水层下降的读数,准确至毫米,读数后立即加水至原来5cm的高度处,每次加入水量,记下,并随时记录相应的温度变化。第一次读数加水是在计时开始后的2分钟,5分钟后读第二次,以后每隔5—10分钟读一次,随渗水变慢,可隔半小时或1小时进行一次。

3.1.2.5、 在测量渗透速度的最后阶段,所得到的各段间隔时间内的数值,彼此差值很小,试验即可告结束。试验持续时间、砂土一般为4—6小时,粘土为5—8小时。如透水性很小,则延续12或24小时,也不必延续过久。

3.1.3、记录格式和计算

①测定记录表

测定地点: 测定日期: 渗透筒面积(A ):1000cm 2

土壤类型和层次: 插入深度(L ):15cm 水层深度(h ):5cm 水温: 测定人:

②渗入水总量Q=()毫米A 10Q Q Q n 21?+++

式中:Q 1、Q 2……Q n ——每次灌水量(ml );

A ——渗透筒面积cm 2

利用上式可求出地面保持5cm 水层厚度的任何时间内渗入水总量。

③ 第n 时段的渗透速度

A tn 10

Qn V ??=(毫米/ 分钟)

式中:Q n ——第n 时段内灌入水量(毫升);

t n ——第n 时段所间隔的时间(分钟)。

如:由12时28分至12至43分历时15分钟内灌水460毫升。

渗透速度31.010*********V =??=毫米/分钟

④ 渗透速度

h L A t 10Q K n n ???=(毫米/分钟) 式中:L ——铁筒插入土中的深度(厘米);

h ——试验时保持的水层厚度(厘米)。

⑤为了使不同温度下所测得的K 值便于比较应根据哈费公式换算为10℃时的渗透系数K 10值。

0.03t 0.9K K t

10+=

式中:K t ——温度为t ℃时的渗透系数,毫米/分钟; t ——渗透测定时的温度(℃)

3.1.4、注意事项:

①试验应重复三次,每一剖面最好在三个深度上分别测定其渗透性,这三个深度是表土、心土和底土层,或根据试验目的进行。

②在渗透筒插入土壤时,特别要注意筒壁与土壤间紧密接触问题。如有隙缝,将增大渗透性。

③土壤表层由于受生物活动和耕作的影响,测定重复之间误差较大,应适当增加重复次数。在土壤深翻之初,灌水可形成土壤塌陷,当土壤中有较大的裂隙或虫穴时,土壤渗透性很难测定。碰到这种情况应另选地方重作。

3.2 室内环刀法

3.2.1 仪器设备

① 环刀:容积100或200立方厘米,5.1厘米。

② 量筒:100ml 和10ml 各1个。

③ 烧杯:100ml 若干个。

④ 其它:搪瓷托盘、石蜡、瓷漏斗、漏斗架和秒表。

3.2.2、操作步骤

① 在室外用环刀取原状土,带回室内浸入水中。一般砂土浸4—6小时,壤土浸8—12小时,粘土浸24小时。浸水时,保持水面与环刀上口平齐,但勿使水淹到环刀上口的土需。

② 到预定时间将环刀取出,去掉盖子,上面套上一个空环刀,接口处先用胶布封好再用溶蜡粘合,严防从接口处漏水,然后将接合的环刀放到瓷漏斗上,漏斗下有烧杯。

③ 上面的空环刀中加水,水面比环刀低1毫米,即水层厚5厘米。

④ 加水后,自漏斗下面滴下第一滴水时开始计时,以后每隔2、3、5…分

钟更换漏斗下面的烧杯,并分别量渗水量Q

1、Q

2

、Q

3

……Q

n

。每更换一次烧杯后要将上面环刀水面加至原来高度,同时

记录水温。

⑤试验一般持续时间约60分钟即开始稳定。如果60分钟仍不稳定,一直延续到单位时间渗水量相等为止。

3.2.3、记录格式计算

同渗透筒法,由公式计算,渗透速度、渗透系数,本试验应重复四次,取算术平均数。

以时间为横坐标,渗透系数为纵坐标,绘渗透曲线图。

(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)

实验一 土壤渗透性的测定

实验一土壤渗透性的测定 目的要求 径流对土壤的侵蚀能力主要取决于地表径流量,而透水性强的土壤往往在很大程度上减少地表径流量。土壤透水性强弱常用渗透率(或渗透系数)表示。当渗透量达到一个恒定值时的入渗量即为稳渗系数。通过本次实验,掌握测定土壤渗透性的基本原理和操作方法。 基本原理 由图可以看出,在降雨初期一段时间(几分钟)内,土壤渗透速率较高,降雨量全部渗入土壤,此时土壤的渗透速率和降水速率等值,没有地表径流产生。随着降雨时间延长、土壤含水量增高,渗透速率逐渐降低,当渗透速率小于降水速率时,地表产生径流。 仪器设备 环刀(200cm3,h5.2,Φ7.0cm),量筒(100及50ml),烧杯(100ml),漏斗、漏斗架、秒表等。 方法步骤 一、在室外用环刀取原状土,带回实验室内,将环刀上、下盖取下,下端换上有网孔且垫有滤纸的底盖并将该端浸入水中,同时注意水面不要超过环刀上沿。一般砂土浸4~6h,壤土浸8~12h,粘土浸24h。 二、到预定时间将环刀取出,在上端套上一个空环刀,接口处先用胶布封好,再用熔蜡粘合,严防从接口处漏水,然后将结合的环刀放在漏斗上,架上漏斗架,漏斗下面承接有烧杯。 三、往上面的空环刀中加水,水层5cm,加水后从漏斗滴下第一滴水时开始计时,以后每隔1,2,3,5,10,……t i……t n min更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短,视渗透快慢而定,注意要保持一定压力梯度)分别量出渗入量Q1,Q2,Q3,Q5……Q n。每更换一次烧杯要将上面环刀中水面加至原来高度,同时记录水温(℃)。 四、试验一般时间约1h,渗水开始稳定,否则需继续观察到单位时间内渗出水量相等时为止。

土层渗透系数K的经验值

一、土层渗透系数 土层渗透系数K的经验值 土质名称K(m/d)土质名称K(m/d) 高液限黏土<0.001 砂细1~5 黏土质砂0.001~0.05中5~20含砂低液限黏 土 0.05~0.10粗20~50含砂低液限粉 土 0.10~0.50砾类土50~150低液限黏土 (黄土) 0.25~0.50卵石100~500粉土质砂0.5~1.0漂石(无砂质充填)500~1000 按土质颗粒大小的渗透系数K经验值 土质名称K(m/d) 黏土质粉砂0.01~0.074mm颗粒多 数 0.5~1.0 均质粉砂0.01~0.074mm颗粒多 数 1.5~5.0 黏土质细砂0.074~0.25mm颗粒多 数 1.0~1.5 均质细砂0.074~0.25mm颗粒多 数 2.0~2.5 黏土质中砂0.25~0.5mm 颗粒多数 2.0~2.5均质中砂0.25~0.5mm颗粒多数35~50黏土质粗砂0.5~1.0mm颗粒多数35~40

均质粗砂0.5~1.0mm颗粒多数60~75 砾石100~125二、计算渗水量 缺水文地质资料计算渗水量: Q=F1q1+ F 2q2式中:F1—基坑底面积,m2 q1—基坑每平方米底面积平均渗水量,m3/h F 2—基坑侧面积,m2 q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量,m3/h q1基坑每平方米底面积平均渗水量,m3/h 序号土类土的特征及粒径渗水量m3/h 1细粒土质砂、 松软粉质土 基坑外侧有地表水,内侧为岸 边干地,土的天然含水量 <20%,土粒径<0.05mm 0.14~ 0.18 2有裂隙的碎石 岩层、较密实 的粘质土 多裂隙透水的岩层,有孔隙水 的粘质土层 0.15~ 0.25 3黏土质砂、黄 土层、紧密砾 土层 细砂粒径0.05~0.25mm,大孔 土质量800~950kg/m3, 砾石土 孔隙率在20%以下 0.16~ 0.32 4中粒砂、砾砂 层 砂粒径0.25~1.0mm,砾石含量 在30%以下,平均粒径10mm以 下 0.24~0.8 5粗粒砂、砾石 层 砂粒径1.0~2.5mm,砾石含量 在30~70%,平均最大粒径 150mm以下 0.8~3.0

土壤饱和导水率测定——环刀法

土壤饱和导水率测定——环刀法 1.测定意义: 土壤饱和导水率(土壤渗透率):单位水势梯度下水分通过垂直于水流方向的单位截面积饱和土壤水的流速。土壤处水饱和状态时,便需用饱和导水率计算其通量。饱和导水率也是土壤最大可能导水率,常以它作为参比量,比较不同湿度条件下土壤的导水性能。 土壤渗透性是土壤重要的特性之一,它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤,并在其中贮存起来,而在渗透性不好的情况下,水分就沿土表流走,造成侵蚀。饱和导水率(渗透系数)与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。 2.测定原理 土壤饱和导水率系在单位水压梯度下,通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度,又称土壤渗透系数。本法可在田间进行测定,但易受下层土体性质的影响。在饱和水分的土壤中,土壤饱和导水率(渗透系数)根据达西(H. Darcy)定律: K=Q×L (1) S×t×h 公式中: K——饱和导水率(渗透系数),cm/s; Q——流量,渗透过一定截面积S(cm2)的水量,mL; L——饱和土层厚度,渗透经过的距离,cm; S——环刀横截面积,cm2; t——渗透过水量Q时所需的时间,s; h——水层厚度,水头(水位差),cm。 饱和导水率(渗透系数)K的量纲为cm/s或mm/min或cm/h或m/d。从达西定律可以看到,通过某一土层的水量,与其截面积、时间和水层厚度(水头)呈正比,与渗透经过的距离(饱和土层厚度)呈反比,所以饱和导水率(渗透系数)

是土壤所特有的常数。 3 .仪器 环刀(容积100cm3),量筒(100mL、10ml),烧杯(100mL),漏斗,秒表,温度计。 4. 操作步骤 4.1 在室外用环刀取原状土样,带回室内浸入水中。一般砂土浸4h~6h,壤土浸8 h~12h,粘土浸24h。浸水时要保持水面与环刀上口平齐,勿使水淹到环刀上口的土面。 4.2 在预定时间将环刀取出,除去盖子,在上面套上一个空环刀,接口处先用胶布封好,再用熔蜡粘合,严防从接口处漏水。然后将接合的环刀放到漏斗上,漏斗下面用100mL烧杯承接。 4.3 向上面的空环刀中加水,水面比环刀口低1mm,水层厚5cm。 4.4 加水后,自漏斗下面滴下第一滴水时用秒表计时,每隔1、2、3、5、10……tnmin更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短,视渗透快慢而定),并分别用100mL或10mL量筒计量渗出水量Q1、Q2、Q3……Qn。每更换一次烧杯,要将上面环刀水面加至原来高度,并用温度计记录水温。 4.5 试验一般持续时间约1h才开始稳定。如果仍不稳定,应继续延长时间直到单位时间内渗出水量相等时为止。 5.计算结果 5.1渗出水总量按式(2)计算: Q=(Q1+Q2+Q3+?+Qn)×10 (2) S 式中: Q——渗出水总量,mm; Q1、Q2、Q3……Qn——每次渗出水量,mL,即cm3; S——渗透筒的横截面积,cm2; 10——由cm换算成mm所乘倍数。

环刀法测土壤渗透系数

提示:土壤导水率(soil water conductivity) 单位水势梯度下水分通过垂直于水流方向的单位截面积的饱和土壤水的流速。根据饱和流达西......壤处于水饱和状态时,便需用饱和导水率计算其通量。饱和导水率也是土壤最大可能的导水率,常以它作为参比量,比较不同湿度条件下土壤的导水性能。 土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—环刀法 1、范围:本方法适用于室内土壤饱和导水率(渗透系数)的测 定。 2、原理:用环刀取原状土样,浸水后,在单位水压梯度下,根 据达西定律,求得通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度,称为土壤的饱和导水率或渗透系数。 3、仪器 3.1 环刀,容积100 cm3或200cm3。3.2 量筒,100mL、 10mL。3.3 烧杯,100mL。3.4 漏斗。3.5 秒表。3.6 温度计。 4、操作步骤 4.1 在室外用环刀取原状土样,带回室内浸入水中。一般砂土 浸4h~6h,壤土浸8 h~12h,粘土浸24h。浸水时要保持水面与 环刀上口平齐,勿使水淹到环刀上口的土面。 4.2 在预定时间将环刀取出,除去盖子,在上面套上一个空环 刀,接口处先用胶布封好,再用熔蜡粘合,严防从接口处漏水。 然后将接合的环刀放到漏斗上,漏斗下面用100mL烧杯承接。 4.3 向上面的空环刀中加水,水面比环刀口低1mm,水层厚 5cm。 4.4 加水后,自漏斗下面滴下第一滴水时用秒表计时,每隔1、

2、3、5、10……tnmin更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短,视 渗透快慢而定),并分别用100mL或10mL量筒计量渗出水量Q1、Q2、Q3……Qn。每更换一次烧杯,要将上面环刀水面加至原来高度,并用温度计记录水温。 4.5 试验一般持续时间约1h才开始稳定。如果仍不稳定,应继 续延长时间直到单位时间内渗出水量相等时为止。 5、结果计算 5.1 渗出水总量按式(1)计算: 式(1)中:Q——渗出水总量,mm;Q1、Q2、Q3……Qn ——每次渗出水量,mL,即cm3;S——环刀横截面积,cm2;10——由cm换算成mm所乘倍数。 渗透速度按式(2)计算: 式(2)中:V——渗透速度,mm/min; Qn——n次渗出水量,mL,即cm3;tn——每次渗透所间隔时间,min。 饱和导水率(渗透系数)按式(3)计算: 式(3)中:Kt——温度为t(℃)时的饱和导水率(渗透系数),mm/min;Qn——n次渗出水量,mL,即cm3;tn——每次渗透所间隔时间,min;S——环刀的横截面积,cm2;h——水层厚度,cm;L——土层厚度,cm;V——渗透速度,mm/min。 为了使不同温度下所测得的Kt值便于比较,应换算成10℃时的饱和导水率(渗透系数),按式(4)计算:

土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—渗透筒法pdf

FHZDZTR0020 土壤 饱和导水率(渗透系数)的测定 渗透筒法 F-HZ-DZ-TR-0020 土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—渗透筒法 1 范围 本方法适用于田间土壤饱和导水率(渗透系数)的测定。 2 原理 土壤饱和导水率系在单位水压梯度下,通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度,又称土壤渗透系数。本法可在田间进行测定,但易受下层土体性质的影响。在饱和水分的土壤中,土壤的饱和导水率(渗透系数)是根据达西(H. Darcy )定律: K =h t S L Q ×××……(1) 式(1)中: K ——饱和导水率(渗透系数),cm/s ; Q ——流量,渗透过一定截面积S (cm 2)的水量,mL ; L ——饱和土层厚度,渗透经过的距离,cm ; S ——渗透筒的横截面积,cm 2; t ——渗透过水量Q 时所需的时间,s ; h ——水层厚度,水头(水位差),cm 。 饱和导水率(渗透系数)与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。饱和导水率(渗透系数)K 的量纲为cm/s 或mm/min 或cm/h 或m/d 。从达西定律可以看到,通过某一土层的水量,与其截面积、时间和水层厚度(水头)呈正比,与渗透经过的距离(饱和土层厚度)呈反比,所以饱和导水率(渗透系数)是土壤所特有的常数。 图1 渗透筒Q =K ×S ×t ×h /L 3 仪器 3.1 渗透筒(图1)。 3.2 量筒,500mL 。 3.3 烧杯,400mL 。 3.4 漏斗。 3.5 秒表。 3.6 温度计。 4 操作步骤 4.1 测定深度:根据土壤发生层次(A 、B 、C )进行测定,每一层次要重复 测定5次。 A 层测定主要用作设计防止土壤侵蚀的措施及制定灌溉制度。 B 层测定用作设计防止土壤侵蚀的措施及预测该层土壤水分可能停滞的 情况,鉴定该层的坚实度和碱化度,并可鉴定该层是否适于作临时灌溉和固 定灌溉渠槽。 C 层测定结果可以提供土壤保水情况及鉴定是否可以作为大型灌溉渠 道、渠槽的资料。 4.2 在选定的试验地上,用渗透筒采取原状土,取土深度为10cm ,将垫有滤 纸的底筛网盖好,带回室内待测定。 4.3 将渗透筒浸入水中,注意水面不要超过土柱。一般砂土浸4h~6h ,壤土浸8h~12h ,粘土浸24h 。 4.4 在预定时间将渗透筒取出,挂在适当位置,待重力水滴完后装上漏斗,漏斗下接一烧杯。

均质土坝坝体渗透系数测试方法

均质土坝坝体渗透系数测试方法(任云峰孙瑞民) https://www.360docs.net/doc/bf10400109.html,时间: 2012-01-31 10:48:14 来源:华北水利水电学院学报放大缩小打印 摘要: 均质土坝坝体分层碾压,使坝体土层具有各向异性,坝体渗透系数kh,kv 值相差较大.通过对室内试验和现场原位试验渗透系数测试方法的分析与讨论,认为现行规程、规范推荐的测试方法对均质土坝坝体渗透性测试存在较大误差,不适应于大坝二维、三维渗流分析要求,提出了联合测试渗透系数法,并给出了计算公式.关键词:渗透系数; 注水试验; 均质土坝; 各向异性 Measuring Method for Permeability of Homogeneous Earth-filled Dam REN Yun-feng1,SUN Rui-min2 Abstract: Homogeneous earth-filled dam rolled by the bedded-earth method,its earth layer has anisotropy,the difference between the permeability kh and kv is big.Through analyzing of permeability measuring method from indoor and field in situ test,the results were gained that the measuring methods for permeability from appliable codes and standards exist bigger error,and don’t suit for analyzing 2D and 3D permeability of dams.The joint test method was put forward,and the formulas were given. Key words: permeability; water injection test; homogeneous earth-filled dam; anisotropy

实验五_土壤渗透系数的测定

实验五 土壤渗透系数的测定 1 测定意义 当土层被水分饱和后,土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。 土壤渗透性是土壤重要的特性之一,它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤,并在其中贮存起来,而在渗透性不好的情况下,水分就沿土表流走,造成侵蚀。 土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。 2 测定原理 在饱和水分土壤中,渗透性按照达西公式计算如下: V=K ·I (厘米/秒) L h I = 式中:V ——渗透速度,每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量,以立 方厘米表示; I ——水压梯度,即渗透层中单位距离内的水压降; K ——渗透系数,在单位水压梯度(I=1)下,单位时间内通过单位截面积的流量 (毫升/分或小时); H ——土柱上水头差(厘米)即静水压力; L ——发生水分渗透作用的土层的厚度(厘米)即渗透路程。 在时间t 内渗透过一定截面积A (平方厘米)的水量Q ,可以用下列的方程式来表示: Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t 因此渗透系数 K=I t A Q ??(毫米/厘米2/分或小时) 土壤渗透性的测定有室外法(渗透简法)及室内法(环刀法)。

3 测定方法 3.1室外测定 3.1.1 仪器设备 ①渗透筒:铁制圆柱形筒,横截面积为1000平方厘米(内径358毫米),高350毫米。 ②量筒500ml和1000ml各一个。 ③小铁筒:打水用。 ④温度计:0—50℃ ⑤秒表或一般钟表 ⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。 3.1.2 测定步骤 3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上,布置一块约1平方米的圆形(直径113cm)试验地块,将其周围筑以土埂。土埂高约30 cm,顶宽20 cm,并捣实之。渗透筒置于中央,应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm,深15—20cm小沟,使筒深深嵌入土中。插好后,把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实,防止沿壁渗漏损失。筒内部为试验区,外部为保护区。 也可用高15—20厘米面积分别为25×25 和50×50平方厘米的方形铁框或圆形铁筒打入土中3—5厘米进行测定。 3.1.2.2、在筒内:外各插入一米尺,以便观察灌水层的厚度。筒内外迅速灌水,使水层厚度保持为5cm. 为从一开始时,水就向土壤内渗入,所以必须很快地把水倒到预期的水层厚度。为了使灌入的水不致冲刷表层土壤,不应将水直接倒在土面上,而应在简内外灌水处用胶板或木板(甚至杂草或蒿草)保护之。 3.1.2.3、温度影响渗透系数很大,应在简内插入温度计,以使换算为10℃时的渗透系数。 3.1.2.4、当试验区内部灌水到5cm高时,应立即开始计时,每隔一定时间进行

渗透系数经验值

毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值: 土质类别K(cm/s) 土质类别K(cm/s) 粗砾1~0.5 黄土(砂质)1e-3~1e-4 砂质砾0.1~0.01 黄土(泥质)1e-5~1e-6 粗砂5e-2~1e-2 黏壤土1e-4~1e-6 细砂5e-3~1e-3 淤泥土1e-6~1e-7 黏质砂2e-3~1e-4 黏土1e-6~1e-8 沙壤土1e-3~1e-4 均匀肥黏土1e-8~1e-10 表2 岩石和岩体的渗透系数 岩块K(实验室测定,cm/s)岩体K(现场测定,cm/s)砂岩(白垩复理层)1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3 粉岩(白垩复理层)1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页岩0.7e-2 花岗岩2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3 板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2 方解岩9.3e-8~7e-10 砂岩1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩1e-2~1e-4 砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽 度0.1mm间距1m和 不透水岩块的岩体 0.8e-4 砂泥岩2e-6~6e-7 细粒砂岩2e-7 蚀变花岗岩0.6e-5~1.5e-5 岩土类别渗透系数K(cm/s)孔隙率n 给水度资料来源砾240 0.371 0.354 瑞士工学研究所粗砾160 0.431 0.338 砂砾0.76 0.327 0.251 砂砾0.17 0.265 0.182 砂砾7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052 含黏土1%的砂砾 2.3e-5 0.394 0.0036 含黏土16%的砂砾 2.5e-6 0.342 0.0021 重粉质壤土d50=0.02mm 2e-4 0.442 0.007 南京水利科学研 究院 中细砂d50=0.2mm 1.7e-3~6.1e-4 0.438~0.392 0.074~0.039 粗砾d50=5mm 613 0.392 0.36 砂砾石料 2.4e-3 0.302 0.078

渗透系数

渗透系数 渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。 1.测定影响 渗透系数k 是一个代表土的渗透性强弱的定量指标,也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。不同种类的土,k 值差别很大。因此,准确的测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。 2计算方法 渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方

法,包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。 3测定方法 渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。 常水头法测渗透系数k 1.实验室测定法 目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。 常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。如图: 试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。待水头差△h

渗透系数经验值

毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值: 土质类别 K(cm/s) 土质类别 K(cm/s) 粗砾 1~0.5 黄土(砂质) 1e-3~1e-4 砂质砾 0.1~0.01 黄土(泥质) 1e-5~1e-6 粗砂 5e-2~1e-2 黏壤土 1e-4~1e-6 细砂 5e-3~1e-3 淤泥土 1e-6~1e-7 黏质砂 2e-3~1e-4 黏土 1e-6~1e-8 沙壤土 1e-3~1e-4 均匀肥黏土 1e-8~1e-10 表2 岩石和岩体的渗透系数 岩块 K (实验室测定, cm/s ) 岩体 K (现场测定,cm/s ) 砂岩(白垩复理层) 1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3 粉岩(白垩复理层) 1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页岩 0.7e-2 花岗岩 2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3 板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩 0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2 方解岩 9.3e-8~7e-10 砂岩 1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩 1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩 1e-2~1e-4 砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽度0.1mm 间距1m 和不透水岩块的岩体 0.8e-4 砂泥岩 2e-6~6e-7 细粒砂岩 2e-7 蚀变花岗岩 0.6e-5~1.5e-5 表3 各种岩土的给水度 岩土类别 渗透系数K (cm/s ) 孔隙率n 给水度 资料来源 砾 240 0.371 0.354 瑞士工学研究所 粗砾 160 0.431 0.338 砂砾 0.76 0.327 0.251 砂砾 0.17 0.265 0.182 砂砾 7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052 含黏土1%的砂砾 2.3e-5 0.394 0.0036 含黏土16%的砂砾 2.5e-6 0.342 0.0021 重粉质壤土d50=0.02mm 2e-4 0.442 0.007 南京水利科学研 中细砂d50=0.2mm 1.7e-3~6.1e-4 0.438~0.392 0.074~0.039 粗砾d50=5mm 613 0.392 0.36 砂砾石料 2.4e-3 0.302 0.078

各类土质渗透系数经验值知识分享

各类土质渗透系数经 验值

毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值: 表1 各种土的渗透系数经验值 土质类别 K(cm/s) 土质类别 K(cm/s) 粗砾 1~0.5 黄土(砂质) 1e-3~1e-4 砂质砾 0.1~0.01 黄土(泥质) 1e-5~1e-6 粗砂 5e-2~1e-2 黏壤土 1e-4~1e-6 细砂 5e-3~1e-3 淤泥土 1e-6~1e-7 黏质砂 2e-3~1e-4 黏土 1e-6~1e-8 沙壤土 1e-3~1e-4 均匀肥黏土 1e-8~1e-10 表2 岩石和岩体的渗透系数 岩块 K (实验室测定, cm/s ) 岩体 K (现场测定, cm/s ) 砂岩(白垩复理 层) 1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3 粉岩(白垩复理 层) 1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页 岩 0.7e-2 花岗岩 2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3 板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩 0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2 方解岩 9.3e-8~7e-10 砂岩 1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩 1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩 1e-2~1e-4 砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽度0.1mm 间距1m 和不透水岩块 的岩体 0.8e-4 砂泥岩 2e-6~6e-7 细粒砂岩 2e-7 蚀变花岗岩 0.6e-5~1.5e-5 表3 各种岩土的给水度 岩土类别 渗透系数K (cm/s ) 孔隙率n 给水度 资料来源 砾 240 0.371 0.354 瑞士工学研究 所 粗砾 160 0.431 0.338 砂砾 0.76 0.327 0.251 砂砾 0.17 0.265 0.182 砂砾 7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052

土壤饱和导水率(渗透系数)测定、渗透仪法

FHZDZTR0022 土壤饱和导水率(渗透系数)的测定饱和导水率仪法 F-HZ-DZ-TR-0022 土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—饱和导水率仪法 1 范围 本方法适用于室内土壤饱和导水率(渗透系数)的测定。 2 原理 应用饱和导水率仪在被测土样(水饱和)上下两端保持一定的压力差,使水流自下而上流经土样,测定一定时间间隔流经土样的水量,根据达西定律即可计算出土壤饱和导水率(渗透系数)。对于一般土壤,采用恒水头装置的饱和导水率仪测定,其水头差保持不变,流经土样的水流速度是稳定的。对导水率小的粘质土壤,采用变水头装置的饱和导水率仪测定,在土样的两端造成较大的压力差,其压力差随时间的推移而变化。 3 仪器 3.1 恒水头饱和导水率测定仪(图1)。 图1 恒水头饱和导水率仪 3.2 水位电子测计。 3.3 集水圆筒。 3.4 温度计。 3.5 环刀,容积100cm3或250cm3。 4 操作步骤 4.1 采样:用环刀在表层或分层采集有代表性的土样,砂土重复取样3个~5个,粘土取样5个~10个。取好的土样要避免运输时的振动和水分的损失。粘土土样需用刀尖小心将土样底部剔毛,以恢复土壤的自然结构。 4.2 浸泡:在土样底部放一层滤纸,用纱布小心地将土样的底部包扎好,上端套上集水圆筒,放入水槽中浸泡使之饱和。槽中的水平面约高出土样顶部1cm,浸泡1d~3d,浸泡时间视土质而定,土质粘重的土壤时间需长些。 4.3 测定:将饱和后的土样置于容器的托板上。用水位调节器上下移动调节至水位调节器的水位和容器中的水位一致,使集水圆筒内、外保持一个固定水头差(仪器水头差范围2mm~20mm),其大小视土壤质地而定,粘重土壤水头差应大些。当土样顶部出现水层时,连接虹吸管(管内充满水,且不能有气泡),将集水圆筒内的水导入漏斗,流入量管。取一定时间间隔(根据流速自行确定),记录不同时段内量管中的水量,直到单位时间流量基本稳定时,该水量为恒定的水流量,此时记录3次~5次作计算用。 4.4 用水位电测计准确测量集水圆筒内、外的水头差。再用温度计测量水温。

渗透系数+基坑总涌水量计算公式汇总

渗透系数+基坑总涌水量计算公式汇总

————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:

3. 经验估算法 渗透系数k值还可以用一些经验公式来估算,例如1991年哈森提出用有效粒径d10计算较均匀砂土的渗透系数的公式 哈森(Hazen) (2-9) 1955年,太沙基提出了考虑土体孔隙比e的经验公式 太沙基(Kael·Terzaghi1883~1963),近代土力学及基础工程学的创始人,1883年10月2日生于布拉格(当时属奥地利)。早期从事钢筋混凝土的研究工作,1912年获奥地利格拉茨高等工业学院博士学位。1921~1923年,发表了饱和粘土的一维固结理论,提出了有效应力原理。1925年出版了最早的《土力学》专著。1929~1938年任维也纳技术大学教授,1938年后任美国哈佛大学教授。他一生论著有200多篇,代表性的论著有《理论土力学》和《土力学的工程实践》。1936年太沙基发起成立国际土力学及基础工程协会,并任协会主席至1957年。 (2-10) 以上二式中的d10均以mm计,k值的单位是cm/s。 这些经验公式虽然有其实用的一面,但都有其适用条件和局限性,可靠性较差,一般只在作粗略估算时采用。在无实测资料时,还可以参照有关规范或已建成工程的资料来选定k值,有关常见土的渗透系数参考值如表2-1 。 表2-1 土的渗透系数参考值 土的类别渗透系数k cm/s 土的?类 别 渗透系数k cm/s 粘土<10-7中砂10-2粉质粘土10-5 ~ 10-6粗砂10-2粉土10-4~10-5砾砂10-1粉砂10-3~ 10-4砾石>10-1细砂10-3

岩土渗透系数测试方法

岩土渗透系数测试方法 渗水试验一般采用试坑渗水试验,是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。 是在表层干土中挖一个一定深度(30-50厘米)的方形或圆形试坑,坑底要离潜水位3-5米,坑底铺2一3厘米厚的反滤粗砂,向试坑内注水,必需使试坑中的水位始终高出坑底约10厘米。为了便于观测坑内水位,在坑底要设置一个标尺。求出单位时间内从坑底渗入的水量Q,除以坑底面积F,即得出平均渗透速度v=Q/F。当坑内水柱高度不大(等于10厘米)时,可以认为水头梯度近于1,因而K(渗透系数)=V。这个方法适用于测定毛细压力影响不大的砂类土,如果用在粘性土中,所测定的渗透系数偏高。 是试坑底嵌入一个高20厘米,直径35.75厘米的铁环,该铁环圈定的面积为1000平方厘米。铁环压入坑底部10厘米深,环壁与土层要紧密接触,环内铺2一3厘米的反滤粗砂。在试验开始时,用马利奥特瓶控制环内水柱,保持在10厘米高度上。试验一直进行到渗入水量Q 固定不变为止,就可以按下式计算渗透速度:v=Q/F,所得的渗透速度即为该松散层、岩层的渗透系数值。 是试坑底嵌入两个铁环,增加一个内环,形成同心环,外环直径可取0.5米,内环直径可取0.25米。试验时往铁环内注水,用马利奥特瓶控制外环和内环的水柱都保持在同一高度上,(例如10厘米)。根据内环

取的的资料按上述方法确定松散层、岩层的渗透系数值。由于内环中的水只产生垂直方向的渗入,排除了侧向渗流带的误差,因此,比试坑法和单环法精确度高。内外环之间渗入的水,主要是侧向散流及毛细管吸收,内环则是松散层和岩层在垂直方向的实际渗透。

土力学渗透实验

3.2.2 尾矿的渗透特性 影响上游法筑坝尾矿库安全稳定性的诸多因素中,尾矿库的渗流状态是最重要的因素之一。只有深入分析尾矿库的渗流状态,才能确定合理的筑坝工程指标,选择合适的排渗方案,从而保证尾矿库的安全[65,73,74]。 目前,国内外对尾矿库进行渗流分析时很少考虑尾矿的渗透系数随填埋位置和时间的变化。近代土力学的研究表明,土的渗透特性与土中孔隙的多少和孔隙的分布情况密切相关。随着尾矿的排放,下部堆积尾矿的上覆土压力逐渐增加。在上覆土压力的作用下,尾矿将逐渐排水固结,随着固结的进行,尾矿孔隙比逐渐减小,而孔隙比的减小必然引起渗透系数的变化。堆积尾矿的渗透系数与上部固结压力和孔隙比之间存在何种关系是一个值得探讨的问题[75-76]。本文通过室内试验的方法,研究不同固结压力和孔隙比条件下各类尾矿的渗透系数变化情况,从而为尾矿库渗流稳定性分析提供科学依据。 (1)固结—渗透联合测定装置说明 ①固结—渗透联合测定装置构造说明 现有技术中进行土样渗透试验主要仪器为《土工试验方法标准》[68](GB/T50123-1999)中所述的“常水头渗透试验”中的常水头渗透仪和“变水头渗透试验”中的变水头渗透仪。上述仪器仅能进行单纯的渗透试验,但无法定量并均匀施加固结压力,因此很难精确得到孔隙比,导致试验数据不准确。 针对目前常见渗透试验装置存在的不足,为了减少同一试验中相同土样的制备数量和消除同一试验相同土样在制备过程中产生的误差,作者在70型渗透仪的基础上进行了合理改进,自行研制了固结—渗透联合测定装置,该装置不仅实现了定量、均匀施加固结压力,精确测定单一固结压力下的渗透系数的基本目的,而且实现了针对一个土样可以连续精确测定不同固结压力条件下土样的渗透系数,得到固结压力—孔隙比—渗透系数的定量变化规律,弥补了普通渗透装置由于无法定量、均匀施加固结压力,导致无法精确测定固结压力条件下土样的渗透系数,同时也不能连续测定不同固结压力下土样渗透系数的不足,提高了固结压力下渗透系数的测量精度而且大大减少了测定不同固结压力条件下土样渗透性的试验次数,该参数精度的提高使相关问题的研究更贴近实际。 固结—渗透联合测定装置的详细构造如图3.6所示:

渗透系数

渗透系数 简介 又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地. 编辑本段正文 表示岩土透水性能的数量指标。亦称水力传导度。可由达西定律求得:q=KI 式中q为单位渗流量,也称渗透速度(米/日);K为渗透系数(米/日);I为水力坡度,无量纲。可见,当I=1时,q=K,表明渗透系数在数值上等于水力坡度为1时,通过单位面积的渗流量。岩土的渗透系数愈大,透水性越强,反之越弱。 渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响。 在均质含水层中,不同地点具有相同的渗透系数;在非均质含水层中,渗透系数与水流方向无关,而在各向异性含水层中,同一地点当水流方向不同时,具有不同的渗透系数值。一般说来,对于同一性质的地下水饱和带中一定地点的渗透系数是常数;而非饱和带的渗透系数随岩土含水量而变,含水量减少时渗透系数急剧减少。 渗透系数是含水层的一个重要参数,当计算水井出水量、水库渗漏量时都要用到渗透系数数值。渗透系数的测定方法很多,可以归纳为野外测定和室内测定两类。室内测定法主要是对从现场取来的试样进行渗透试验。野外测定法是依据稳定流和非稳定流理论,通过抽水试验(在水井中抽水,并观测抽水量和井水位)等方法,求得渗透系数。 与渗透系数密切相关的另一参数为导水系数(coef-ficient of transmissivity),它是渗透系数与含水层厚度的乘积,多用在地下水流的计算公式中。对某一垂直于地下水流向的断面来说,导水系数相当于水力坡度等于1时流经单位宽度含水层的地下水流量。导水系数大,表明在同样条件下,通过含水层断面的水量大,反之则小。导水系数只有当地下水二维流动时才有意义,对于三维流动是没有意义的。 编辑本段意义及计算方法 渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着

渗透系数经验值

毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值: 土质类别K(cm/s)土质类别K(cm/s)粗砾1~0。5黄土(砂质)1e—3~1e-4 砂质砾0。1~0.01黄土(泥质)1e-5~1e-6 粗砂5e-2~1e—2黏壤土1e-4~1e-6 细砂5e-3~1e—3淤泥土1e—6~1e—7 黏质砂2e-3~1e-4黏土1e-6~1e—8 沙壤土1e—3~1e-4均匀肥黏土1e-8~1e—10 表2 岩石和岩体的渗透系数 岩块K(实验室测定,cm/s)岩体K(现场测定,cm/s)砂岩(白垩复理层)1e-8~1e—10脉状混合岩3。3e-3 粉岩(白垩复理层)1e-8~1e-9绿泥石化脉状页岩0.7e-2花岗岩2e—10~5e—11片麻岩1.2e-3~1。9e—3板岩1.6e-10~7e—11伟晶花岗岩0.6e-3 角砾岩4.6e-10褐煤层1.7e—2~2.39 e—2方解岩9.3e-8~7e—10砂岩1e-2 灰岩1.2e—7~7e —10 泥岩1e-4 白云岩1.2e—8~4。6e- 9 鳞状片岩1e—2~1e-4 砂岩1.2e—5~1。6e—71个吕荣单位裂隙宽 度0。1mm间距1m 和不透水岩块的岩体 0.8e-4砂泥岩2e-6~6e-7 细粒砂岩2e-7 蚀变花岗岩0.6e—5~1。5e-5 岩土类别渗透系数K(c m/s) 孔隙率n给水度资料来源砾2400.3710.354 瑞士工学研究所粗砾1600.4310.338 砂砾0.760.3270.251 砂砾0.170.2650。182 砂砾7。2e-20.3350.161 中粗砂 4.8e-20.3940.18 含黏土的砂1。1e-40.3970.0052 含黏土1%的砂砾2。3e—50。3940.0036 含黏土16%的砂砾2.5e—60.3420.0021 重粉质壤土d50=0.0 2mm 2e-40.4420。007 中细砂d50=0。2m1.7e-3~6。1e0.438~0.390.074~

土壤 饱和导水率(渗透系数)的测定―环刀法.

FHZDZTR0021 土壤饱和导水率(渗透系数)的测定环刀法 F-HZ-DZ-TR-0021 土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—环刀法 1 范围 本方法适用于室内土壤饱和导水率(渗透系数)的测定。 2 原理 用环刀取原状土样,浸水后,在单位水压梯度下,根据达西定律,求得通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度,称为土壤的饱和导水率或渗透系数。 3 仪器 3.1 环刀,容积100 cm3或200cm 3。 3.2 量筒,100mL 、10mL 。 3.3 烧杯,100mL 。 3.4 漏斗。 3.5 秒表。 3.6 温度计。 4 操作步骤 4.1 在室外用环刀取原状土样,带回室内浸入水中。一般砂土浸4h~6h,壤土浸8 h~12h,粘土浸24h 。浸水时要保持水面与环刀上口平齐,勿使水淹到环刀上口的土面。

4.2 在预定时间将环刀取出,除去盖子,在上面套上一个空环刀,接口处先用胶布封好,再用熔蜡粘合,严防从接口处漏水。然后将接合的环刀放到漏斗上,漏斗下面用100mL 烧杯承接。 4.3 向上面的空环刀中加水,水面比环刀口低1mm ,水层厚5cm 。 4.4 加水后,自漏斗下面滴下第一滴水时用秒表计时,每隔1、2、3、5、10……t n min 更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短,视渗透快慢而定),并分别用100mL 或10mL 量筒计量渗出水量Q 1、Q 2、Q 3……Q n 。每更换一次烧杯,要将上面环刀水面加至原来高度,并用温度计记录水温。 4.5 试验一般持续时间约1h 才开始稳定。如果仍不稳定,应继续延长时间直到单位时间内渗出水量相等时为止。 5 结果计算 5.1 渗出水总量按式(1)计算: Q =S Q Q Q Q n 10 (321×+++L L ……(1)式(1)中: Q ——渗出水总量,mm ; Q 1、Q 2、Q 3……Q n ——每次渗出水量,mL ,即cm 3; S ——环刀横截面积,cm 2; 10——由cm 换算成mm 所乘倍数。 5.2 渗透速度按式(2)计算: V = S t Q n n ××10……(2)式(2)中: V ——渗透速度,mm/min;

相关文档
最新文档