渗透试验
渗透试验
dQ adh
h dQ k Fdt l
2.6.2 土的渗透系数－变水头法
dQ adh
h dQ k Fdt l
h adh k Fdt l
2.6.2 土的渗透系数－常水头法
• 常水头法就是在整个试验
过程中，水头保持不变。
• 用量筒和秒表测出某一时 刻 t 内流经试样的水量 Q ， 即可求出流过土 FHt
2.6.2 土的渗透系数－变水头法
• 粘性土，渗透系数小，
流经水量少。
2.6.2 土的渗透系数－变水头法
土的渗透系数参考值
土类 渗透系数k(cm/s) >10-1 渗透性
卵石、碎石、砾石 砂
粉土 粉质粘土 粘土
高渗透性 中渗透性
低渗透性 极低渗透性 几乎不透水
10-3~10-1
10-4~10-3 10-6~10-5 <10-7
h1 al k ln F (t 2 t1 ) h2
2.6.2 土的渗透系数－现场抽水试验
2.6.2 土的渗透系数－现场抽水试验
Q dh q kiA k 2πrh t dr
h1 πk 2 2 ln h2 h1 h2 q
r2 ln q r1 k 2 π h2 h12
水渗透试验
水渗透试验
一、水渗透试验的概述
水渗透试验是用来测试材料在水下环境下的渗透性能的一种试验方法。
它可以用于评估建筑材料和结构的水密性和耐久性，以及地下工程中
隧道、地铁等结构物的防水性能。
二、水渗透试验的原理
通过将被测样品置于一定压力下，让水流经样品并浸泡在样品中，观
察是否出现渗漏现象来判断其防水性能。
通过该试验可以确定材料的
渗透系数和承受压力等参数。
三、水渗透试验的步骤
1.制备被测样品：根据实际需要制备不同形状和尺寸的被测样品。
2.设置试验装置：将被测样品放入装置中，并连接上压力源和排放管道。
3.进行预处理：将被测样品放入恒定湿度环境中，以达到与实际使用情况相似的条件。
4.施加压力：根据实际需要施加不同大小的压力，以模拟不同深度或不同场合下可能遇到的压力情况。
5.观察结果：在一定时间内观察被测样品是否出现渗漏现象，并记录相关数据。
四、水渗透试验的注意事项
1.被测样品应该制备精细，避免存在缺陷或瑕疵。
2.试验装置应该严密可靠，避免出现泄漏或其他异常情况。
3.施加压力时应该逐步增加，以避免对样品造成不必要的损伤。
4.观察结果时应该仔细记录数据，以便进行后续分析和处理。
五、水渗透试验的应用
1.建筑材料和结构的水密性和耐久性评估。
2.地下工程中隧道、地铁等结构物的防水性能评估。
3.水利工程中堤坝、水闸等防渗措施的效果评估。
4.其他需要测试材料在水下环境下渗透性能的场合。
土木工程中常用的渗透性测试方法探讨
土木工程中常用的渗透性测试方法探讨在土木工程中，渗透性测试是评估土壤和其他材料渗透性能的一种常用方法。
它可以帮助工程师确定土壤和其他材料在水分渗透方面的性能，从而指导工程设计和建设过程。
本文将探讨土木工程中常用的几种渗透性测试方法。
一、孔隙水压力测试法孔隙水压力测试法是一种常用的渗透性测试方法。
它通过测量孔隙水压力的变化，来评估土壤或其他材料的渗透性能。
测试时，首先在土样或其他材料上形成一个封闭的孔隙系统，然后用水或空气注入系统，测量系统中的压力变化。
根据孔隙水压力的变化可以推断出土壤或材料的渗透性能。
孔隙水压力测试法有多种实施方法，包括定量和半定量方法。
定量方法使用敏感的压力传感器来测量孔隙水压力的变化，可以得到较准确的渗透性数据。
半定量方法则根据压力的变化幅度来评估渗透性能。
孔隙水压力测试法的主要优点是简单易行，适用于不同类型的土壤和材料。
二、液体渗透试验法液体渗透试验法是另一种常见的渗透性测试方法。
它通过测量液体在土样或其他材料中的渗透速度来评估渗透性能。
测试时，将土样或其他材料置于一个封闭的装置中，然后向装置中注入液体，通过测量液体渗透的速度来计算材料的渗透性。
液体渗透试验法有不同的实施方法，包括恒压法、恒流法和恒水头法等。
恒压法是最常用的方法之一，它通过施加一定的压力来推动液体渗透，测量渗透速度来评估渗透性能。
液体渗透试验法的优点是操作简单，适用范围广，可以得到较准确的渗透性数据。
三、固定头渗透试验法固定头渗透试验法是一种常用的渗透性测试方法，用于评估土壤或其他材料在固定水头条件下的渗透性能。
测试时，将土样或其他材料置于一个封闭的装置中，然后施加一定的水头，通过测量渗透体积或渗透速度来计算渗透性。
固定头渗透试验法有多种实施方法，包括恒水头法和加压渗透试验法等。
恒水头法是最常用的方法之一，它通过施加恒定的水头来推动渗透，测量渗透速度来评估渗透性能。
固定头渗透试验法可以提供对材料在实际工程条件下的渗透性能的评估，它的优点是操作简单，结果可靠。
渗透定律试验实验报告
一、实验目的1. 理解渗透定律试验的基本原理。
2. 掌握渗透定律试验的操作方法。
3. 学习如何通过实验数据计算渗透系数。
4. 分析不同条件下渗透系数的变化规律。
二、实验原理渗透定律，又称达西定律，描述了在层流条件下，土体中水渗流速度与水力梯度之间的关系。
其表达式为：\[ V = k \cdot i \]其中，\( V \) 为水渗流速度，\( k \) 为渗透系数，\( i \) 为水力梯度。
渗透系数 \( k \) 是土体渗透性能的重要指标，其数值的大小取决于土体的颗粒组成、孔隙结构、孔隙水性质等因素。
三、实验仪器与材料1. 达西实验装置：包括直立圆筒、滤板、土样、测压管等。
2. 天然土样：采集不同类型的土样，如砂土、粘土等。
3. 量筒、天平、计时器等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，包括直立圆筒、滤板、土样等。
2. 将土样放入圆筒中，使其密实。
3. 在土样上下两端分别安装测压管，并用橡皮塞封闭。
4. 向圆筒中加入水，使水位高于土样顶部。
5. 记录初始水头差 \( h_1 \)。
6. 打开橡皮塞，让水自由渗流，同时开始计时。
7. 每隔一定时间 \( t \) 记录测压管中的水头差 \( h_2 \)。
8. 当水头差基本稳定时，记录最终水头差 \( h_3 \)。
9. 重复上述步骤，进行多次实验。
五、实验数据与结果处理1. 计算水力梯度 \( i \)：\[ i = \frac{h_2 - h_1}{L} \]其中，\( L \) 为土样长度。
2. 计算渗透速度 \( V \)：\[ V = \frac{h_2 - h_1}{t} \]3. 计算渗透系数 \( k \)：\[ k = \frac{V}{i} \]六、实验结果与分析1. 通过实验数据计算不同土样的渗透系数 \( k \)。
2. 分析不同压实方式和配合比对渗透系数的影响。
3. 比较不同土样的渗透系数，探讨其渗透性能差异。
七、实验结论1. 渗透定律适用于层流条件下土体中水的渗流。
土木工程中的渗透系数测定方法
土木工程中的渗透系数测定方法土木工程中的渗透系数测定方法是评估土壤和岩石渗透性的重要手段。
它对于土木工程项目的设计和施工具有重要意义。
准确测定渗透系数可以帮助工程师评估土壤或岩石的渗透性能，以选择合适的建筑材料和采取适当的工程措施，确保工程的稳定和安全性。
一、定负压渗透试验法定负压渗透试验法是一种常用的渗透系数测定方法。
它通过建立负压梯度，测量土壤或岩石中的水渗透速率。
在实验中，首先需要将试验材料制成柱状或土壤墙样品，并保持边界的密封。
接着，在样品上施加一定的负压，测量水渗透过程中的流量并记录时间。
通过对流量和时间的关系进行分析，可以计算出渗透系数。
定负压渗透试验法的优点是操作简单、可控性强，适用于不同类型的土壤和岩石。
二、土柱法土柱法是另一种常用的渗透系数测定方法。
它通过制备土柱样品，浸水并测量土壤中的水渗透速率。
在实验过程中，首先需要选择一定的土壤样品，并保持其湿润，以避免水分蒸发。
接着，在柱状样品的底部设置渗流出口，并将其放置在一个恒定水位的水槽中。
然后观察进水与出水之间的水位差，测量出水的流量和时间。
通过对流量、时间和水位差的关系进行分析，可以计算出土壤的渗透系数。
土柱法适用于渗透系数较小的细颗粒土壤。
三、试井法试井法是一种间接测定渗透系数的方法。
它通过在井孔中进行渗流试验，测量水位变化来推断土壤或岩石的渗透系数。
在试井法中，首先需要选择一个合适的井孔，并在井孔内设置流量计和水位计等仪器。
接着，注入一定数量的水，并观察水位的变化。
通过对水位和时间的变化进行分析，可以间接计算出渗透系数。
试井法适用于渗透系数较大的岩石和土壤。
四、强夯法强夯法是一种特殊的渗透系数测定方法。
它通过制造冲击波，使水分浸透到土壤中，从而估算出土壤的渗透系数。
在强夯法中，首先需要使用特殊的设备进行夯击，使土壤中的颗粒重新排列。
接着，注入一定数量的水分，并观察水分在土壤中的渗透情况。
通过对夯击和渗透过程的观察和分析，可以估算出土壤的渗透系数。
渗透试验
24小时
1
2
3
4
5
6
控制开关
电源开关
关掉5号开关，记录 此时水压力，停止实验
抗水渗透试验等级确定
• 混凝土的抗渗等级应按下式计算： • P=10H-1 • 式中：P―混凝土抗渗等级； • H― 6个试件中有3个试件渗水时的水压力 （MPa). 注：混凝土抗渗标号分级为：P6、P8、P10、P12、 若压力加至1.2Mpa，经过8h,第三个试件仍未渗 水，则停止试验，试件的抗渗标号以P12表示。
仪器准备
试 验 步 骤
试件的制作 试件的准备 试件的养护 制作试模
试件的测试 试件的测试
抗渗试验设备
抗水渗透试验
• 6.1.3抗水渗透试验应按照下列步骤进行： • 1、应先按第3章规定的方法进行试件的制作和养护。抗水 渗透试验应以6个试件为一组。 • 2、试件拆模后，应用钢丝刷刷去两端面的水泥浆膜，并 应立即将试件送入标准养护室进行养护。
抗渗原理
• 混凝土中掺入的防水剂与水泥水化作用生成物 Ca(OH)2反应，生成几乎不溶于水的凝胶状结晶物 质，即胶体。该胶体是一种悬浮状的颗粒，具有 良好的扩散性，他能填满混凝土内的空隙，增强 混凝土的密实度，防止了可溶性物质Ca(OH)2遇水 析出现象。
抗渗试验示意图
试件制备
每组试件为六个，采用人工插捣成型，分两层装入混 凝土拌合物，每层插捣25次试件成型后24h拆模，试件 24h拆模后，用钢丝刷除去两端面的水泥浆模后送标养室 养护，在标准条件下养护龄期为28d
• 在稳压过程中随时观察试件端面的渗水情况，当有某一个 试件端面出现渗水时，应停止该试件的试验并应记录时间， 并以试件的高度作为该试件的渗水高度。对于试件端面未 出现渗水的情况，应在试验24h后停止试验，并及时取出 试件。在试验过程中，当发现水从试件周边渗出时，应重 新按本标准第6.1.3条的规定进行密封。
实验2：渗透试验..
lg
h1 h2
变水头试验
操作步骤
1.试样制备：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 （或其它方法饱和）；(b)扰动试样：用 饱和度较低（Sr≤80％）的土压实或击实 办法制样，然后饱和。
常水头试验
操作步骤
4.量测试样顶面至筒顶余高，计 算出试样高度。称量剩余土样， 计算出装入土（试样）质量，计 算试样干密度和孔隙比；
5.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 （试验操作表明保持水位与溢水 孔面平齐较困难），同时降低调 节管高度，形成自上向下方向的 渗流。固定调节管在某一高度。 过一段时间以后，三个测压管水 位达到稳定值，表明形成稳定渗 流场；
操作步骤
常水头试验
10.计算渗透系数均值；
11.按下式折算到20℃时的渗透 系数k20；
k20
kT
T 20
变水头试验。
▪ (1)变水头渗透装置 ▪ (2)其他：切土器，
温度计，削土刀，秒 表、钢丝锯，凡士林 等。
变水头试验。
试验时，与试样底部相连的玻璃测 压管内充一定高度的水，自试样底向试 样顶渗透，从试样顶部的出水口流出。 对于饱和土体的渗流，出水口出水后单 位时间测压管内的水渗入试样的量应等 于出水口排出的量，即渗流量。
▪ 水在土中渗透的渗流量q 与渗流断面积A及水头差 △h 成正比，与断面间 距L成反比，
q k h A L
v q k h ki AL
试验原理
在试验装置中测出渗流量，不同点的水头高 度，从而计算出渗流速度和水力梯度，根据达西渗 流定律计算出渗透系数。由于土的渗透系数变化范 围很大，自大于10-1cm/s到小于10-7cm/s。实验室 内常用两种不同的试验装置进行试验：常水头试验 用来测定渗透系数k比较大的无粘性土（砂土）的 渗透系数；变水头试验用来测定渗透系数k较小的 粘土和粉土的渗透系数。
渗透试验方法
渗透试验方法渗透测试方法导言：随着信息技术的快速发展，网络安全问题日益突出。
为了保护网络环境的安全性，渗透测试成为了一种非常重要的手段。
渗透测试，即通过模拟黑客攻击的方式，评估系统和网络的安全性，发现潜在的安全漏洞，并提供相应的解决方案。
本文将介绍常用的渗透测试方法。
一、信息收集信息收集是渗透测试的第一步，通过收集目标系统的相关信息，为后续的攻击和测试做准备。
信息收集可以通过多种方式进行，包括网络扫描、WHOIS查询、DNS查询、搜索引擎查询等。
1. 网络扫描：使用扫描工具对目标网络进行扫描，发现主机、开放端口和服务等信息。
常用的扫描工具有Nmap、Zmap等。
2. WHOIS查询：通过WHOIS查询工具查询目标域名的注册信息，获取域名持有者、联系方式等信息。
3. DNS查询：通过DNS查询工具查询目标域名的DNS记录，获取域名指向的IP地址等信息。
4. 搜索引擎查询：通过搜索引擎搜索目标系统的相关信息，如网站结构、子域名、敏感信息等。
二、漏洞扫描漏洞扫描是渗透测试的核心环节，通过扫描目标系统的漏洞，发现存在的安全风险。
漏洞扫描可以分为主动扫描和被动扫描两种方式。
1. 主动扫描：主动扫描是指通过扫描工具主动对目标系统进行漏洞扫描。
扫描工具根据已知漏洞的特征，对目标系统进行攻击模拟，以发现可能存在的漏洞。
常用的漏洞扫描工具有Nessus、OpenVAS等。
2. 被动扫描：被动扫描是指通过对目标系统的监听和分析，发现系统中存在的漏洞。
被动扫描可以通过网络抓包、日志分析等方式进行。
常用的被动扫描工具有Wireshark、Snort等。
三、漏洞利用漏洞利用是指通过已知的漏洞对目标系统进行攻击，获取系统权限或者执行特定的操作。
漏洞利用需要渗透测试人员具备一定的攻击技术和经验。
1. 密码破解：通过暴力破解或者使用密码字典等方式，破解目标系统的登录密码，获取系统权限。
2. 缓冲区溢出：利用目标系统存在的缓冲区溢出漏洞，向系统注入恶意代码，并执行特定的操作。
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第五章 渗透试验
• 二、土的室内渗透试验
• (一)常水头渗透试验 • 1.试验原理 • 常水头试验装置如图5. 3所示，它适用于测量渗透性大的砂性土的
渗透系数。达西进行渗流试验用的就是常水头方法。试验时，在金属 圆筒中装高度为五，横截面面积为A的饱和试样。不断向试样筒内加 水，使其水位保持不变，水在恒定水头差△h的作用下流过试样，从 筒底排出。试验过程中，水头差△h保持不变，因此叫常水头试验。 试验过程中测得在一定时间t内流经试样的水量Q，那么根据达西渗透 定律有:
• 在粗颗粒土中，只有在小的水力坡降下，渗透速度与水力坡降才呈 线性关系，而在较大的水力坡降下，水在土中的流动进人紊流状态， 呈非线性关系，如图5. 2 (c)所示。
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第Байду номын сангаас章 渗透试验
• (三)渗透系数的测定和影响因素 • 1.影响渗透系数的因素 • (1)土的粒度成分和矿物成分的影响。 • (2)孔隙比对渗透系数的影响。 • (3)土的结构构造的影响。 • (4)结合水膜厚度的影响。 • (5)土中气体的影响。 • 此外，渗透系数还会受到液体茹滞系数的影响。
第五章 渗透试验
• 一、土的渗透性基本知识
• (一)概述 • 土是由固体相的颗粒、孔隙中的液体和气体三相组成的，而土中的
孔隙具有连续的性质，当土作为建筑物的地基或直接把它用作建筑物 的材料时，水就会在水头差作用下从水位较高的一侧透过土体的孔隙 流向水位较低的一侧。 • (1)渗透:在水头差作用下，水透过土体孔隙的现象; • (2)渗透性:土允许水透过的性能称为土的渗透性。
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时关止水夹。 饱和时水流不应过急，以免冲动试样。
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第五章 渗透试验
• (5)以上述步骤逐层装试样，至试样高出上测压管3~4 cm止，并饱 和试样。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1. 0 g)，计算装入的试样总质量。在试样上面铺 1~2 cm砾石作缓冲层，放水，至水面高出砾石层2 cm左右，关闭止 水夹。
第五章 渗透试验
• 每秒钟渗透量为: • 达西发现，q与A, h成正比，与L成反比，则式(5 .1)写为:
则渗透速度的公式为:
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第五章 渗透试验
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第五章 渗透试验
• 由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只适用于中砂、细砂、 粉砂等。
• 在黏土中，土颗粒周围存在着结合水，结合水因受到电分子引力的 作用而呈现黏滞性。因此，黏土中自由水的渗流受到结合水的黏滞作 用产生很大的阻力，只有克服结合水的抗拉强度后才能开始渗流。我 们将克服此抗拉强度所需要的水头梯度，称为茹土的起始水头梯度， 如图5. 2 (b)所示。这样在黏土中，达西定律为:
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第五章 渗透试验
• (9)降低调节管管口位置，使其位于试样上部1∕3处，造成水位差， 水渗过试样经调节管流出。注意溢水孔应始终有余水溢出，以保持常 水头。
• (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。接取水量时，调节管出水口不可没入水中。
透是一种十分复杂的现象，由于一般土体(黏性土及砂土)中的孔隙较 小，水在土体中流动时的茹滞阻力很大，流速缓慢，因此，其流动状 态大多属于层流。 • 法国学者达西(H. Darcy)于1856年通过砂土的渗透试验，发现了地 下水的运动规律，该规律称为达西定律。试验装置如图5. 1所示。
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第五章 渗透试验
• 2.现场侧定法 • 与室内试验法相比，现场测定法的试验条件更加符合实际土体的渗
透情况，测得的渗透系数为整个渗流区较大范围内土体渗透系数的平 均值，是比较可靠的试验方法，但试验规模较大，所需人力、物力也 较多。现场测定渗透系数的方法较多，常用的有注水试验和抽水试验 等，这种方法一般是在现场钻孔或挖试坑，在向地基中注水或抽水时， 测量地基中的水头高度和渗流量，再根据相应计算公式求出渗透系数 值。本书对此不详述，读者可查阅相关书籍或手册(如《工程地质手 册》等)。
• (6)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1. 0 g)，计算装入的试样总质量。在试样上面铺1~2 cm砾石作缓冲层。
• (7)将调节管与供水管分开，将供水管置于金属圆筒内，开止水夹， 使水由圆筒上部注入，至水面与溢水孔齐平为止。
• (8)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， 用吸水球进行吸水排气，调至水位齐平为止。
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第五章 渗透试验
• (二)土的渗透规律—达西定律 • 介绍土的渗透规律前先介绍几个水力学概念。 • (1)流线:水质点的运动轨迹称为流线。 • (2)层流:如果流线互不相交，则水的运动称为层流。 • (3)紊流:如果流线相交，水中发生局部旋涡，则称为紊流。 • 土体中孔隙的形状和大小是极不规则的，因而水在土体孔隙中的渗
• (12)测记进水与出水的水温，取其平均值。 • (13)降低调节管管口至试样中部及下部1∕3处，以改变水力坡降，按
(9) ~(12)步骤重复进行测定。
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第五章 渗透试验
• 4.成果整理 • (1)按下式计算干密度和孔隙比:
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第五章 渗透试验
• (2)按下式计算渗透系数:
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第五章 渗透试验
• (3)按下式计算标准温度下的渗透系数: • 比值与温度的关系可由表5. 1查得。
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第五章 渗透试验
• 2.试验设备 • 常水头渗透仪((70型渗透仪)、天平、温度计、木锤、秒表、橡皮管、
管夹等。 • 3.试验步骤 • (1) 安装好仪器。 • (2)取具有代表性的风干试样3~4 kg，并测定试样的风干含水率。 • (3)将试样分层装入金属圆筒，每层厚2~3 cm，用木锤轻轻击实到