变水头渗透仪
土工试验渗透试验
土工试验渗透试验16 渗透试验16．1 一般规定16．1．1 常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。
16．1．2 试验用水宜采用实际作用于土中的天然水。
有困难时，可用纯水或经过滤的清水。
在试验前必须用抽气法或煮沸法进行脱气。
试验时的水温宜高于室温3℃～4℃。
16．1．3 渗透系数的最大允许差值应为±2．0×10-n cm／s，在测得的结果中取3个～4个在允许差值范围内的数据，求得其平均值，作为试样在该孔隙比e时的渗透系数。
16．1．4 本试验应以水温20℃为标准温度，计算标准温度下的渗透系数。
16．2 常水头渗透试验16．2．1 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 常水头渗透仪装置：封底圆筒的尺寸参数应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定；当使用其他尺寸的圆筒时，圆筒内径应大于试样最大粒径的10倍；玻璃测压管内径为0．6cm，分度值为0．1cm(图16．2．1)；2 天平：称量5000g，分度值1．0g；3 温度计：分度值0．5℃；4 其他：木锤、秒表。
16．2．2 常水头渗透试验应按下列步骤进行：1 应先装好仪器(图16．2．1)，并检查各管路接头处是否漏水。
将调节管与供水管连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。
图16．2．1 常水头渗透装置1-封底金属圆筒；2-金属孔板；3-测压孔；4-玻璃测压管；5-溢水孔；6-渗水孔；7-调节管；8-滑动支架；9-供水瓶；10-供水管；11-止水夹；12-容量为500mL的量筒；13-温度计；14-试样；15-砾石层2 取具有代表性的风干试样3kg～4kg，称量准确至1．0g，并测定试样的风干含水率。
3 将试样分层装入圆筒，每层厚2cm～3cm，用木锤轻轻击实到一定的厚度，以控制其孔隙比。
试样含黏粒较多时，应在金属孔板上加铺厚约2cm的粗砂过渡层，防止试验时细粒流失，并量出过渡层厚度。
土力学考试题目
1.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时间t为1小时时，测压管的水头高度从h1=降至h2=。
已知试样的横断面积A为，高度l为，变水头测压管的横段面积A'为，求此土样的渗透系数k值。
参考答案k＝×10－7 cm/s＝，土粒密度2. 基坑开挖剖面如下图所示。
其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比e1ρs1＝cm3，渗透系数k1＝×10-5 cm/s；砂土层的孔隙比e2＝，土粒密度ρs2＝cm3，渗透系数k2＝×10-2 cm/s。
设砂土层层底的测压管水头位于地表下处且保持不变，基坑开挖过程中坑内水位与坑底齐平。
（1）若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流，试证明坑底下粉质粘土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数k z为：（2）当开挖深度H＝时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q；（3）求不发生流土破坏的最大开挖深度H max。
参考答案Q＝d×m2，H max＝3. 某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，其渗流流网如图2－20所示。
已知土层的孔隙比 e＝，土粒密度s＝cm3，坑外地下水位距离地表，基坑开挖深度为，a、b点所在流网网格长度l＝，评判基坑中a～b区段的渗流稳定性。
i ab＝，i c＝，渗流安全1. 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，已知试样的横断面积A为，高度l为，水头高差为，达到渗流稳定后，量得10分钟内流经试样的水量为636cm，求此土样的渗透系数k值。
参考答案k＝×10-3 cm/s2. 如下图所示的基坑，坑外水位h1=,坑内水位h2=，渗流流网如图中所示。
已知土层渗透系数k＝×10-2 cm/s，a点、b点和c点分别位于地表以下、和。
试求:(1) 整个渗流区的单宽流量q；(2) ab段的平均渗透速度v ab ；参考答案q＝d×m，v ab＝×10-3cm/s1.某地基为粉土，层厚。
变水头法测定渗透系数(精)
变水头法测定渗透系数《土工技术与应用》项目组2015年3月变水头法测定渗透系数（一）试验目的测定粘性土的渗透系数k，以了解土层渗透性的强弱，作为选择坝体填土料的依据。
（二）试验原理细粒土由于孔隙小，且存在粘滞水膜，若渗透压力较小，则不足以克服粘滞水膜的阻滞作用，因而必须达到某一起始比降后，才能产生渗流。
变水头渗透试验适用于细粒土。
（三）仪器设备1、南55型渗透仪：如图1所示。
2、其它：100mL量筒、秒表、温度计、凡士林等。
（四）操作步骤1、装土：将装有试样的环刀推入套筒内并压入止水垫圈。
装好带有透水石和垫圈的上下盖，并用螺丝拧紧，不得漏气漏水。
2、供水：把装好试样的容器进水口与供水装置连通，关止水夹，向供水瓶注满水。
3、排气：把容器侧立，排气管向上，并打开排气管止水夹。
然后开进水口夹，排除容器底部的空气，直至水中无气泡溢出为止。
关闭排气管止水夹，平放好容器。
在不大于200cm水头作用下，静置某一时间，待容器出水口有水溢出后，则认为试样已达饱和。
图1 南55型渗透仪1－变水头管；2－渗透容器；3－供水瓶；4－接水源管；5－进水管夹；6－排气管；7－出水管4．测记：使变水头管充水至需要高度后，关止水夹，开动秒表，同时测记开始水头h1，经过时间t后，再测记终了水头h2，同时测记试验开始与终了时的水温。
如此连续测记2～3次后，再使变水头管水位回升至需要高度，再连续测记数次，前后需6次以上。
（五）试验注意事项1、环刀取试样时，应尽量避免结构扰动，并禁止用削土刀反复涂抹试样表面。
2、当测定粘性土时，须特别注意不能允许水从环刀与土之间的孔隙中流过，以免产生假象。
3、环刀边要套橡皮胶圈或涂一层凡士林以防漏水，透水石需要用开水浸泡。
（六）计算公式按下式计算渗透系数：（1）式（1）中：kT——渗透系数，cm/s；a——变水头管截面积；L——试样高度，cm；——滲径等于开始水头，cm；h1——终了水头，cm；h22.3——ln和lg的换算系数。
土工规范
土的含水量试验操作规程一、实验目的测定土的含水量，是指土在温度105～110℃下烘到恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的百分比。
本次实验的目的为学会用烘箱法测定土的含水量。
二、试验方法含水量试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。
三、试验步骤（烘箱烘干法）1．仪器设备烘箱；天平： 称量280g ，感量0.01g ；称量盒；干燥器等。
2．操作步骤（1）取代表性土样 15～30 g ，放入称量盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量，准确至0.01g ；（2）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度105～110℃下烘至质量恒定；（3）将烘干后的土样，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至0.01g ）；（4）按下式计算含水量：%100%1000221⨯--=⨯=m m m m m m s w ω 式中：ω—含水量；m o —盒质量，g ；m 1—盒加湿土质量，g ；m 2—盒加干土质量，g ；m 1－m 2—土中水质量，g ；m 1－m o —干土质量，g 。
（5）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值。
3．试验数据及成果整理一、实验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
二、试验方法：试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。
对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。
三、试验步骤（环刀法）1．仪器设备环刀；天平：称量2000 g，感量0.1g；修土刀，刮刀，凡士林油等。
2．操作步骤（1）在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。
（2）用修土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀为止。
（3）用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。
（4）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.1g。
（5）按下式计算土的密度：VmmVm21-=＝ρ式中：ρ—密度，g/cm3；m—湿土质量，g；m1—环刀加湿土质量，g；m2—环刀质量，g；V—环刀体积，cm3。
土力学的八大试验
土力学的八大试验实验一土的含水率试验（一）、试验目的土的含水率指土在105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。
土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。
所以，试验的目的：测定土的含水率。
（二）、试验方法适用范围1、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。
2、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。
3、比重法：适用于砂类土。
（三）、烘干法试验1、仪器设备①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。
2、操作步骤（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C的恒温下烘干。
烘干时间与土的类别及取土数量有关。
粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m2为，精确至0.01g。
3、计算含水率：按下式计算4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
含水率（%）小于1010—40大于400.5 1.0 2.0允许平行差值（%）5、本试验记录格式详见报告实验二土的密度试验（一）、试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
（二）、试验方法与适用范围一般粘性土，宜采用环刀法易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
（三）、环刀法的试验1、仪器设备①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，凡士林等。
2、操作步骤（1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。
（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
土壤渗透仪使用说明书
土壤渗透仪使用说明书一、概述TST系列土壤渗透仪按行业标准和试验方法划分为：常水头渗透试验装置和变水头渗透试验装置。
主要用于检测土的渗透系数试验。
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打造中国建仪销售第一品牌，树立沧州产品全新形象二、规格参数1.常水头渗透试验装置（TST-70型）（1）.渗水筒高度：400mm筒身内径：φ100+0.22mm。
（2）.测压管间距离：100±.44mm（3）.外形尺寸：215X145X400mm（4）.仪器重量：4Kg2.变水头渗透试验装置（TST-55型）（1）.试样尺寸：φ61.8mmX40mm（30平方厘米）（2）.仪器外形尺寸:φ118（管咀除外）X172X190mm,（3）.仪器净重约3.5kg。
三、土壤渗透仪结构特点：1.常水头渗透试验装置（TST-70型）主要由渗水部件和击实部分组成。
渗水部件由筒身、渗水板、刻度板、测压管等组成，在刻度板上装有三个测压管，其间距为100±0.44mm，水位的测读可由安装在筒上的刻度板的刻度读出，测压管接头内均装有铜丝布以防止细砂粒在试验时随水流出。
渗水筒下部有一排水孔，松开螺栓即可放出污水。
击实部分备有木锤，以击实试样。
2.变水头渗透试验装置（TST-55型）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。
四、操作规程：1、实验室工作人员在进行分析、试验时必须按规定穿戴工作服及劳保用品。
2、实验室内的自来水、通风设备、消防器材、急救用品配备齐全，数量足够，完好可靠。
3、禁止在实验室内进食，不得将药品放在饮食起居上，也不得用实验器具盛放食品，同时不要把食品食具带进实验室。
五、土壤渗透仪技术要求:1.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。
试验三、变水头渗透试验
试验三、变水头渗透试验试验三、细粒土渗透试验(一)概述渗透试验的目的是测定土的渗透系数。
室内试验可根据不同土质情况选用不同仪器和试验方法，详见《土工试验规程》SL237–1999。
本试验主要介绍用南–55型渗透仪在变水头条件下测定细粒土的渗透系数的方法。
(二)试验原理在实验室内测定土的渗透系数方法很多。
根据其原理，可分为常水头和变水头两种。
前者适用于透水–3–3性大(k>10cm/s)的细粒土，例如粉土cm/s)的粗粒土，例如砾石和砂土。
后者适用于透水性小(k<10和粘土。
细粒土由于渗透系数很小、渗流流过土样的总水量很小，不易准确测定;或者测定总水量的时间需要很长，受蒸发和温度变化影响的实验误差会逐渐变大，必须采用变水头试验。
所谓变水头试验就是在整个试验过程中，水头差随时间而变化的方法，如图 3–1所示。
试验过程中，某任一时间t作用于土样的水头为h，经过dt时间间隔以后，刻度管(截面积为a)的水位降落dh，则从时间t至t+dt时间间隔内流经土样的水量dQ为dQ,,adh式中，负号表示水量Q随水头h的降低而增加。
同一时间内作用于试样的水力梯度，根据达西定律，其i,h/L水量dQ应为h dQ,kiAdt,kAdtLaLdh得到 dt,,kAh 两边积分，并注意试验中，开始时()的水头高度为，结束t,th11图 3–1 变水头试验时()的水头高度为，则 t,th22装置示意图thaLdh22 dt,,,,th11kAhhaL1得 t,t,ln21kAh2,,haL1 ( 3–1，a) ,,kln,,,A(t,t)h212,,或者改为常用对数表示，则有,,haL1 ,,k2.3log,,,,A(tt)h212,,( 3–1，b)2式中 a——刻度管截面积，cm;h——起始水头，cm; 1h——经时间(t–t)后的水头，cm; 221其他符号意义同前。
1(仪器设备南–55型渗透仪，其渗透容器见图 3–2，变水头图 3–2 南–55型渗透容器装置如图 3–4所示。
水溶性稳定剂改良砂土的水理特性研究
2021年4月Apr.2021江苏水利JIANGSU WATER RESOURCES水利工程建设1水溶性稳定剂改良砂土的水理特性研究邵勇2!刘瑾3!杭丹2!孙少锐，!王颖，!魏继红，(1.江苏省水利工程建设局，江苏南京210085；2.江苏省太湖治理工程建设管理局，江苏常州213000；3.河海大学地球科学与工程学院，江苏南京211100)摘要:针对砂土结构松散、易冲刷等特性,采用水溶性稳定剂对其改良。
通过常水头、变水头渗透试验和保水性试验，研究了不同稳定剂含量改良后砂土的渗透特性和保水特性,并根据扫描电镜对其改良机理进行了分析。
结果表明，稳定剂的含量和试样密度对改良砂土的水理特性具有重要影响；在常水头渗透试验中，改良砂土的初始出水时间随稳定剂含量和密度的增加逐渐减小，且当稳定剂含量达到3%后，改良砂土不再有水流出；改良砂土的渗透系数随试样密度的增加显著减小，且与稳定剂含量几乎保持指数减小关系，当稳定剂含量达到3%后，渗透系数趋近于0；稳定剂改良后的砂土具有良好的保水特性，保水性能随稳定剂含量的增加保持增加趋势。
随着水分的挥发，稳定剂在砂土颗粒之间形成网状膜，能够填充砂土内部孔隙，使得松散的砂土颗粒连接成为一体，有效提高砂土的抗渗性能，且在砂土表层能够形成固化层，有效减小土体内部水分流失，达到良好的保水效果。
关键词：水溶性稳定剂；砂土；渗透系数；保水特性；改良机理中图分类号:TV443文献标识码：B文章编号：1007-7839(2021)04-0001-07Study on water physical properties of sandy soil improvedby watrr-solublr stabilizrrSHAO Yong1，2*,LIU Jin3,HANG Dan2,SUN Shaorui3,WANG Ying3,WEI Jihong3(1.Water Conservancy Project Construction Bureau of Jiangsu Province,Nanking210029,China&2.Jiangsu Province TaiOu Governance Project Constructioo Administratioo,Changzhoo213000,China&3.School o Earth Sciences and Enginering,Hohai Unwersite,Nanjing211100,China)Abstraci:In view of the property of loose structure and easy erosion of sandy soils,water—soluble stabilizer was used ta improvv it.The pameability and water retention propeaies of sandy soils modified by differ n t stabilizer conten!wero studied through constant head,vvriabie head permeability tesi and water retention tesi,and the im-p'ovement mechanism was analyzed by SEM.The results showed that the content of stabilizer and the sampie densl-ty could havv irnpoeant influence on the water properties of modified sandy soil.In the constant head permeability test,the initial effluent tirne of modified sandy soil graduaiy decreased with the of stabilizeo content and density.When Ie stabilizeo content reached3%,the modified sandy soil would no longer flow out.The pemieabil-ity coefficient of Ie modified sandy soil decreased signhlcontly with the increaso of sampie density,and almosa maintained an exponentiai decreaso relation with the s tabilizeo content.When the stabilizeo content reached3%, Ie peoneability coefficient approached0.Sandy soil modified by stabilizeo had good wateo retention property, which incusing with the incnso of stabilizeo content.As wateo evaporated,the stabilizeo fooned a network fii收稿日期：2020—10—19基金项目：江苏省水利科技项目（2017010）作者简介:邵勇（1979—），男，高级工程师，博士，研究方向为水工结构。
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TST-55变水头渗透仪
一、概述
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。
（本仪器不附供水设备）
好仪器，好资料，尽在沧州建仪（）。
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二、主要规格，
1.试样尺寸：φ61.8mmX40mm（30平方厘米）
2.仪器外形尺寸:φ118（管咀除外）X172X190mm,
3.仪器净重约3.5kg。
三、操作步骤
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
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、放上密封圈，透水石，上盖，旋紧螺杆，不得漏水漏气。
4、把进水管口与供水装置联通，并通水排气放平仪器，
5、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。
6、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。
四、计算公式
按式计算（变水头）渗透系数；KT=2.3log式中：
a----变水头管截面积，平方厘米
L----渗径，等于试样高度。
厘米
h1---开始时水头，厘米
h2---终止时水头，厘米
五、技术要求:
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。
六、注意事项：
1、上盖出水管处橡胶管不易套至根部，须留出6mm以上，以防与套筒受压，
2、每次用完应擦净晾干，密封圈宜抹以滑石粉保存。
3、切土环刀应妥善保管，防止刃口碰损。