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。
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和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V,则
V = Q*t = ν*A*t根据达西定律,v = k*i,则V = k*(△h/L)*A*t从而得出k = q*L / A*△h= = Q*L / A*△h*
常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小,渗透水量很少,用这种试验不易准确测定,须改用变水头试验。
1.目的和适用范围:
1.1本试验方法适用于砂类土和含少量砾石的无凝聚性土。
1.2试验用水应采用实际作用于土的天然水。如有困难,允许用蒸馏水或一般经过滤的清水,但试验前必须用抽气法或煮沸法脱气。试验时水温宜高于实验室温度3~4℃ 。
2.仪器设备
2.1常水头渗透仪(70型渗透仪):如图T0129—1,其中封有圆筒高40cm,内径10cm:金属孔板距筒底6cm.有三个测压孔,测压孔中心间距10cm,与筒边连接处有铜丝网;玻璃测压管内径为0.6cm, 用橡皮管与测压孔相连。

2.2其他:木锤、秒表、天平等
3.试验步骤
3.1按图T0129—1将仪器装好,接通调节管和供水管,使水流到仪器底部,水位略高于金属孔板,关止水夹。
3.2取具有代表性土样3~4kg称量,准确至1.0g,并测其风干含水率。
3.3将土样分层装入仪器,每层厚2~3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制孔隙比。如土样含黏粒土比较多,应在金属孔板上加铺约2cm厚的粗砂作为缓冲层,以防细粒被水冲走。
3.4每层试样装好后,慢慢开启止水夹,水由筒底向上渗入,使试样逐渐饱和。水面不得高于试样顶面。当水与试样顶面齐平时,关闭止水夹。饱和水流不可太急,以免冲动试样。
3.5如此分层装入试样、饱和,至高出测压孔3~4cm为止,量出试样顶面至筒顶高度,计算试样高度,称剩余土质量,准确至0.1g,计算装入试样总质量。在试样上面铺1~2cm砾石作缓冲层,放水,至水面高出砾石层2cm左右时,关闭止水夹。
3.6将供水管和调节管分开,将供水管置入圆筒内,开启止水夹,使水由圆筒上部注入,至水面与溢水孔齐平位止。
3.7静置数分钟,检查各测压管水位是否溢水孔齐平,如不齐平,说明仪器有集气或漏气,需挤压测压管上的橡皮管,或用吸球在测压管上部将集气吸出,调至水位齐平为止。
3.8降低调节管的管口位置,水即渗过试样,经调节管流出。此时调节止水夹,使进入筒内的水量多余渗出水量,溢水孔始终有余水流出,以保持筒中水面不变。
3.9测压管水位稳定后,测记水位,计算水位差。
3.10开动秒表,同时用量筒接取一定时间的渗透水量,并重复一次。接水时,调节管出水口不浸入水中。
3.11测记进水和出水处水温,取其平均值。
3.12降低调节管管口至试样中部及下部高度处,改变水力坡降
,重复3.8~3.11步骤进行测定。
4.整理结果
4.1按下式计算干密度及孔隙比:(计算至0.01)
ρd =÷Ah
试样孔隙比=(÷ρd)—1
——试样干质量(g)
=m÷(1+
)
m:风干试样总质量(g)
:风干含水率(%)
A:试样断面积()
h:试样高度(cm)
:土粒比重
4.2按下式计算渗透系数:
=QL÷AHt
式中: :水温t℃时试样渗透系数(cm∕s),计算至三位有效数字;
Q:时间t内的渗透量();
L:两测压孔中心之间的试样高度(等于测压孔中心间距:L=10cm);
H:平均水位差(cm);
H=(+
)÷2
t:时间(s)
其他符号同上。


4.4根据需要,可在半对数坐标纸上绘制以孔隙比为纵坐标,渗透系数为横坐标的e——k关系曲线。
4.5本试验记录格式如表T0129——2.
4.6精密度和允许差。
一个试样多次测定时,应在所测得结果中取3~4个允许差值符合规定的测值,求平均值,作为该试样在某孔隙比e时的渗透系数。允许差值不大于2×.
5.报告
5.1土的鉴别分类和代号
5.2土的渗透系数值(cm∕s)

