岩土测试作业ppt

1、论述土的渗透性测试原理、方法、数据处理要点与设备一、土的渗透性测试原理影响土渗透系数和渗透稳定性的因素很多，归纳有以下几个因素： 1.土的粒度成分和密实状况 2.土的结构的影响 3.土中气体的影响 4.渗透水的性质的影响 在工作中通过实际测定的渗透系数与经验公式计算结果进行对比发现，前面所述公式计算结果与实际测定结果有较大的差距，有的相差可超过数量级。可见，已有的表达公式还难以表征粗粒土的渗透系数与其结构特征之间的固有关系，还应考虑别的因素对其产生的影响，分析清楚其原因有助于我们更深入的了解粗粒土的渗透特性，建立更加符合实际规律的渗透模型。理论分析如下：同类土体的渗透系数与孔隙比存在一定的关系

2、，一般而言，同一种土孔隙比越大，渗透系数越大。在前面的公式中都出现某种粒径参数，但在某种粒径一定的条件下，粗粒土的级配并不固定，存在着极大的自由度，即固定一个点可画出若干条级配曲线，不同曲线渗透系数不同，由此计算结果与实测结果产生较大差距成为必然。 一定级配的土料在一定的密度下，渗透系数是一个相对固定的值，说明土的渗透系数与土的孔隙比和级配存在一定的定量关系，而土的级配由土的不均匀系数 Cu和曲率系数 Cc基本确定，由此可以将不均匀系数 Cu和曲率系数 Cc引入渗透系数关系模型，这样渗透系数与土的级配会具有对应性，如果模型表达式合理，将使计算更加精确。从因果辨证关系上看，这种定量关系应当是存在

3、的，故在理论上是可行的。从目前的土工测试技术来看，测定出土体的渗透系数和渗透变形坡降是完全可行的。本院有专门的土工研究渗流实验室，有满足试验所需的仪器设备，有对土体进行筛分的颗粒分析筛和振动筛，本人也有从事渗流研究的工作基础，有对数据进行计算机分析处理的能力，有充分的时间保证，还有导师和同事的指导，故从技术上完全可保证试验的完成。 渗透试验原理阐述 早在 1856 年，法国学者达西（Darcy）根据砂土渗透试验，发现水的渗透速度与试样两端面间的水头差成正比，而与相应的渗透路径成反比。于是他把渗透速度表示为：或用渗流量表示为 q = vA=kiA在达西定理的表达式中，采用了两个基本假设： 由于土

4、试样断面内，仅颗粒骨架间的孔隙是透水的，而试样长度的各个断面，其孔隙大小和分布是不均匀的。达西采用了以整个土样断面积计的假想渗流速度，或单位时间内土样通过单位总面积的流量，而不是土样孔隙流体的真正流速； 土中水的实际流程是十分弯曲的，比试样长度大得多，而且也无法知道。达西考虑了以试样长度计的平均水力梯度，而不是局部的真正水力梯度。 这样处理就避免了微观流体力学分析上的困难，得出一种统计平均值，基本上是经验性的宏观分析，但不影响其理论和实用价值，故一直沿用至今。 渗透系数的测定可以分为现场试验和室内试验两大类。一般地讲，现场试验比室内试验得到的成果较准确可靠。因此，对于重要工程常需进行现场测定。

5、现场试验常用野外井点抽水试验或注水试验。室内试验测定土的渗透系数相对来说最为经济，而且对于科学研究最为合适，因为可人为控制试验条件，便于规律性的研究。目前所适用的仪器和方法较多，就原理来说可分为常水头试验和变水头试验两种。 常水头试验；在整个试验过程中，水头保持不变，其试验装置如图 23 所示。试样的高度即渗流长度为 L ，截面积为 A ，试验时的常水头差为 h ，这三者在试验前可以直接量或控制。试验中只要用量筒和秒表测得在某一时段 t 内经过试样的渗水量 Q ，即可出该时段内通过土体的单位渗水量；将其代人达西定律表达式中，便可得到土的渗透系数控制。 常水头试验计算要点试验中只要用量筒和秒表测

6、得在某一时段 t 内经过试样的渗水量 Q ，即可出该时段内通过土体的单位渗水量； 将其代人达西定律表达式中，便可得到土的渗透系数 变水头试验；适用于透水性较小的细粒土。细粒土由于渗透系数很小，流经试样的水量很少，难以直接用量筒准确量测，因此，应采用变水头试验法。变水头试验法在整个试验过程中，水头是随时间而变化的。试验装置如图 2-4 所示，试样一端与细玻璃管相连，在试验过程中测出某一段时间内细玻璃管水位的变化，就可根据达西定律，求出渗透系数 k。 设玻璃细管过水截面积为 a,土样截面积为 A,长度为 L，试验开始后某一时刻土样的水头差为 dh，经 dt 时间，管内水位下降 dh,则在 dt 时

7、间内流经试样的水量为： 现场测定法土的渗透性测定现场试验包括野外注水试验和抽水试验两种(野外注水试验适用于非饱和土，抽水试验适用于饱和土，试验时，在现场钻井孔或挖试坑，在往地基中注水或抽水时，量测地基中的水头高度和渗流量，再根据相应的理论公式求出渗透系数k值(试验示意图见图2)注意事项对于渗透变形试验基本原理与渗透试验原理相近，区别在于，试验级数增加，通过试验数据分析得出土体发生渗透变形时的临界坡降和破坏坡降。 土的渗透性是水库大坝、江河堤防与众多水工建筑物稳定与防渗体设计必须考虑的重要指标。土的渗透性是指土体透水性能强弱的性质。达西定律中渗透系数值是代表渗透性、研究渗流问题的一个重要参数。值与土体骨架颗粒的组成和受温度影响的流体黏滞性有关。值的测定方法分室内试验与野外原位试验。对强透水性的砂性土在室内可用常水头试验方法;对弱透水性的黏性