《土工试验与检测》课件-项目10变水头试验

AnhuiWaterConservancyTechnicalCollege目录01概述（试验目的）02试验仪器设备03试验步骤04成果分析05试验注意事项06试验操作规程项目10土的渗透试验（变水头）一、概述1、试验目的2、适用土样变水头渗透试验主要是测定细粒土的渗透系数。测试参数：水头高度随时间的变化。本试验适用于透水性较小的细粒土。一、概述3、试验原理水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要高度后，开动秒表，测记起始水头差h1，经时间t后，再测记终了水头差h2，通过建立瞬时达西定律，即可得出渗透系数k的表达式。

二、试验仪器设备

1、变水头渗透容器

渗透容器由止水垫圈、透水石、上盖、环刀、下盖和套筒组成。环刀内径6.18cm,高4cm,试样横截面面积A=30cm2。二、试验仪器设备2、变水头管变水头管的内径不大于1cm,根据试样渗透系数选择不同尺寸，长度为1.0m以上，管外壁最小分度值为1.0mm。3、辅助设备

变水头管辅助设备有切土刀、温度计、秒表等。二、试验仪器设备变水头渗透装置示意图变水头渗透仪装置示意图

试验时可根据渗透装置示意图组装仪器。变水头装置由温度计（分度值0.2℃）、渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成。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。三、试验步骤1、环刀取土并饱和

用环刀在垂直或平行土样层面切取原状土或扰动土制备成给定密度的试样，进行充分饱和。切土时，应尽量避免结构扰动，不得用削土刀反复涂抹试样表面。3、排出容器底部空气将装好试样的渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，将容器侧立。排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹。在容器套筒内壁涂一薄层凡士林，将装有试样的环刀推入套筒，压入止水垫圈。把挤出的多余凡士林小心刮掉。装好带有透水石的上下盖，并用螺丝拧紧，要求密封至不漏水、不漏气。2、土样装入渗透容器三、试验步骤4、确定不同时刻水头和时间向变水头管注纯水。使水升至预定高度，水头一般不应大于2m,待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。5、重复步骤4将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复试验5~6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。四、成果分析1、计算干密度和孔隙比按下式计算干密度和孔隙比:式中:

———试样干质量（）；

———试样风干质量（）；

———风干含水率（%）；

———干密度（/cm3）；

———试样断面面积（cm2）；

———试样孔隙比；

———水的密度（/cm3）；

———土粒比重。四、成果分析2、计算试样的渗透系数按下式计算水温

℃时试样的渗透系数：

———变水头管截面面积（cm2）；———渗径（等于试验高度，cm）；

———开始时水头（cm）；———终止时水头（cm）；

———水温℃时试样的渗透系数（cm/s）；———试样断面面积（cm2）；———时间（s）；2.3———1n和1g的换算系数四、成果分析3、计算干密度和孔隙比按下式计算标准温度下的渗透系数:

式中:

———水温℃时试样的渗透系数（cm/s）；

———水温℃时水的动力黏滞系数（kpa.s）；

———水温20℃时水的动力黏滞系数（kpa.s）。

四、成果分析4、变水头试验成果示例五、试验注意事项变水头试验注意事项（1）本试验采用的纯水，应在试验前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℃；（2）用于变水头渗透试验的仪器要求结构简单，止水严密，易于排气。对于一些渗透系数小的土，也可增加负压装置。（3）试验用的土样必须饱和。（4）变水头试验中，每次测得的水头h1和h2的差值应大于10cm；（5）规范规定采用水温20°C时的渗透系数作为标准渗透系数。六、试验操作规程试验操作规