70型常水頭裝置    常水頭滲透裝置    土壤滲透儀供水裝置    常水頭滲透試驗(yàn)
 

常水頭滲透試驗(yàn)是指運(yùn)用常水頭滲透裝置在測(cè)出滲流量，不同點(diǎn)的水頭高度，從而計(jì)算出滲流速度和水力梯度，從而計(jì)算出滲透系數(shù)。試驗(yàn)中相同水力梯度下，接取滲透水兩次（接取時(shí)間相同），兩次接水量間的差值不可以過大。 而且試驗(yàn)時(shí)的水溫宜高于試驗(yàn)室溫度3～4°C。

中文名
    常水頭滲透試驗(yàn)70型常水頭裝置
外文名
    constant head permeability test

測(cè)試滲透系數(shù)
水    溫
    3～4°C

常水頭滲透裝置

目的

土具有被水透過的性能稱為土的滲透性。滲透性質(zhì)是土體的重要的工程性質(zhì)，決定土體的強(qiáng)度性質(zhì)和變形、固結(jié)性質(zhì)，滲透問題是土力學(xué)的三個(gè)重要問題之一，與強(qiáng)度問題、變形問題合成土力學(xué)的主要三大問題。滲透試驗(yàn)主要是測(cè)定土體的滲透系數(shù)，滲透系數(shù)的定義是單位水力坡降的滲透流速，常以cm/s 作為單位。 [1]
原理

常水頭滲透試驗(yàn)原理就是在試驗(yàn)裝置中測(cè)出滲流量，不同點(diǎn)的水頭高度，從而計(jì)算出滲流速度和水力梯度，代入以下式計(jì)算出滲透系數(shù)。
由于土的滲透系數(shù)變化范圍很大，自大于10-1cm/s到小于10-7cm/s，故實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用兩種不同的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)：常水頭試驗(yàn)裝置用來測(cè)定滲透系數(shù)k比較大的無凝聚性土的滲透系數(shù)。
試驗(yàn)采用的純水，應(yīng)在試驗(yàn)前用抽氣法或煮沸法脫氣。試驗(yàn)時(shí)的水溫宜高于試驗(yàn)室溫度3～4°C。 [1]
試驗(yàn)儀器

金屬封底圓筒、金屬孔板、濾網(wǎng)、測(cè)壓管和供水瓶金屬圓筒內(nèi)徑為10cm，高40cm。當(dāng)使用其他尺寸的圓筒時(shí)，圓筒內(nèi)徑應(yīng)大于試樣 大粒徑的10 倍。
1、常水頭滲透儀測(cè)定粘質(zhì)土在常水頭下滲透試驗(yàn)的滲透系數(shù)。主要由上蓋，底座，套座，環(huán)刀，透水石，螺桿等組成，該儀器與在壓緊方式上改成中間螺旋桿旋壓，并對(duì)同類型儀器不足之處做了適當(dāng)改進(jìn)，操作使用更為簡(jiǎn)便。
2、滲透容器：由環(huán)刀、透水石、套環(huán)、上蓋和下蓋組成。環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm，高40mm；透水石的滲透系數(shù)應(yīng)大于10-3cm/s）。
3、常水頭裝置；由滲透容器、變水頭管、供水瓶、進(jìn)水管等組成。變水頭管的內(nèi)徑應(yīng)均勻，管徑不大于lcm，管外壁應(yīng)有小分度為1.0mm 的刻度，長(zhǎng)度宜為2m 左右。 [1]
操作步驟

1．裝好儀器并檢查各管路接頭處是否漏水，將調(diào)節(jié)管與供水管連通，由儀器底部充水至水位略高于金屬孔板，關(guān)止水夾。
2．取具有代表性的風(fēng)干試樣2500g，稱量準(zhǔn)確至1.0g。
3．將試樣分層裝入圓筒，每層厚2-3cm，用木錘輕輕擊實(shí)到一定厚度，以控制其孔隙比。
4．每層試樣裝好后連接供水管和調(diào)節(jié)管，并由調(diào)節(jié)管中進(jìn)水，微開止水夾使試樣逐漸飽和。當(dāng)水面與試樣頂面齊平，關(guān)止水夾。飽和時(shí)水流不應(yīng)過急，以免沖動(dòng)試樣。
5．依上述步驟逐層裝試樣，至試樣高出上測(cè)壓孔3-4cm止。在試樣上端放置金屬孔板作緩沖層，待后一層試樣飽和后，繼續(xù)使水位緩緩上升至溢水孔，當(dāng)有水溢出時(shí)，關(guān)止水夾。
6．試樣裝好后，量測(cè)試樣頂部至儀器上口的剩余高度，計(jì)算試樣凈高。稱剩余試樣質(zhì)量準(zhǔn)確至1g，計(jì)算裝入試樣總質(zhì)量。
7．靜置數(shù)分鐘后，檢查各測(cè)壓管水位是否與溢水孔齊平。如不齊平，說明試樣中或測(cè)壓管接頭處有集氣阻隔，用吸水球進(jìn)行吸水排氣處理。
8．提高調(diào)節(jié)管，使其高于溢水孔。然后將調(diào)節(jié)管與供水管分開，并將供水管置于金屬圓筒內(nèi)。開止水夾，使水由上部注入金屬圓筒內(nèi)。
9．降低調(diào)節(jié)管口，使位于試樣上部1/3處，造成水位差。水即滲過試樣，經(jīng)調(diào)節(jié)管流出。在滲透過程中應(yīng)調(diào)節(jié)供水管夾，使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔應(yīng)始終有余水溢出以保持常水位。
10．測(cè)壓管水位穩(wěn)定后，記錄測(cè)壓管水位。計(jì)算各測(cè)壓管間的水位差。
11．開動(dòng)秒表，同時(shí)用量筒接取經(jīng)一定時(shí)間的滲透水量，并重復(fù)1次。接取滲透水量時(shí)，調(diào)節(jié)管口不可沒入水中。
12．降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部處，以改變水力坡降。按10和11規(guī)定重復(fù)進(jìn)行測(cè)定。
注意事項(xiàng)

(1) 常水頭試驗(yàn)中，每次測(cè)得的水頭h1和h2的差值應(yīng)大于10cm；
(2) 常水頭試驗(yàn)過程中，若發(fā)現(xiàn)水流過快或出水口有混濁現(xiàn)象，應(yīng)立即檢查有無漏水或試樣中是否出現(xiàn)集中滲流，若有，應(yīng)重新制樣試驗(yàn)；
(3) 滲透試驗(yàn)一定要用無氣水作試驗(yàn)，否則，試驗(yàn)過程中水中的氣泡會(huì)在試樣內(nèi)集中，使測(cè)得的滲透系數(shù)隨滲透時(shí)間的延長(zhǎng)不斷減小，產(chǎn)生不允許的試驗(yàn)誤差；
(4) 試驗(yàn)過程中，由于滲透力的作用，使土的干密度發(fā)生變化，從而使?jié)B透系數(shù)發(fā)生變化，因此，滲透試驗(yàn)的時(shí)間不能太長(zhǎng)，水頭差不能太大；
(5) 規(guī)范規(guī)定采用水溫20°C或10°C時(shí)的滲透系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)滲透系數(shù)。