巖土測試作業(yè)ppt

1、論述土的滲透性測試原理、方法、數(shù)據(jù)處理要點與設備一、土的滲透性測試原理影響土滲透系數(shù)和滲透穩(wěn)定性的因素很多，歸納有以下幾個因素： 1.土的粒度成分和密實狀況 2.土的結構的影響 3.土中氣體的影響 4.滲透水的性質的影響 在工作中通過實際測定的滲透系數(shù)與經驗公式計算結果進行對比發(fā)現(xiàn)，前面所述公式計算結果與實際測定結果有較大的差距，有的相差可超過數(shù)量級?？梢?，已有的表達公式還難以表征粗粒土的滲透系數(shù)與其結構特征之間的固有關系，還應考慮別的因素對其產生的影響，分析清楚其原因有助于我們更深入的了解粗粒土的滲透特性，建立更加符合實際規(guī)律的滲透模型。理論分析如下：同類土體的滲透系數(shù)與孔隙比存在一定的關系

2、，一般而言，同一種土孔隙比越大，滲透系數(shù)越大。在前面的公式中都出現(xiàn)某種粒徑參數(shù)，但在某種粒徑一定的條件下，粗粒土的級配并不固定，存在著極大的自由度，即固定一個點可畫出若干條級配曲線，不同曲線滲透系數(shù)不同，由此計算結果與實測結果產生較大差距成為必然。 一定級配的土料在一定的密度下，滲透系數(shù)是一個相對固定的值，說明土的滲透系數(shù)與土的孔隙比和級配存在一定的定量關系，而土的級配由土的不均勻系數(shù) Cu和曲率系數(shù) Cc基本確定，由此可以將不均勻系數(shù) Cu和曲率系數(shù) Cc引入滲透系數(shù)關系模型，這樣滲透系數(shù)與土的級配會具有對應性，如果模型表達式合理，將使計算更加精確。從因果辨證關系上看，這種定量關系應當是存在

3、的，故在理論上是可行的。從目前的土工測試技術來看，測定出土體的滲透系數(shù)和滲透變形坡降是完全可行的。本院有專門的土工研究滲流實驗室，有滿足試驗所需的儀器設備，有對土體進行篩分的顆粒分析篩和振動篩，本人也有從事滲流研究的工作基礎，有對數(shù)據(jù)進行計算機分析處理的能力，有充分的時間保證，還有導師和同事的指導，故從技術上完全可保證試驗的完成。 滲透試驗原理闡述 早在 1856 年，法國學者達西（Darcy）根據(jù)砂土滲透試驗，發(fā)現(xiàn)水的滲透速度與試樣兩端面間的水頭差成正比，而與相應的滲透路徑成反比。于是他把滲透速度表示為：或用滲流量表示為 q = vA=kiA在達西定理的表達式中，采用了兩個基本假設： 由于土

4、試樣斷面內，僅顆粒骨架間的孔隙是透水的，而試樣長度的各個斷面，其孔隙大小和分布是不均勻的。達西采用了以整個土樣斷面積計的假想滲流速度，或單位時間內土樣通過單位總面積的流量，而不是土樣孔隙流體的真正流速； 土中水的實際流程是十分彎曲的，比試樣長度大得多，而且也無法知道。達西考慮了以試樣長度計的平均水力梯度，而不是局部的真正水力梯度。 這樣處理就避免了微觀流體力學分析上的困難，得出一種統(tǒng)計平均值，基本上是經驗性的宏觀分析，但不影響其理論和實用價值，故一直沿用至今。 滲透系數(shù)的測定可以分為現(xiàn)場試驗和室內試驗兩大類。一般地講，現(xiàn)場試驗比室內試驗得到的成果較準確可靠。因此，對于重要工程常需進行現(xiàn)場測定。

5、現(xiàn)場試驗常用野外井點抽水試驗或注水試驗。室內試驗測定土的滲透系數(shù)相對來說最為經濟，而且對于科學研究最為合適，因為可人為控制試驗條件，便于規(guī)律性的研究。目前所適用的儀器和方法較多，就原理來說可分為常水頭試驗和變水頭試驗兩種。 常水頭試驗；在整個試驗過程中，水頭保持不變，其試驗裝置如圖 23 所示。試樣的高度即滲流長度為 L ，截面積為 A ，試驗時的常水頭差為 h ，這三者在試驗前可以直接量或控制。試驗中只要用量筒和秒表測得在某一時段 t 內經過試樣的滲水量 Q ，即可出該時段內通過土體的單位滲水量；將其代人達西定律表達式中，便可得到土的滲透系數(shù)控制。 常水頭試驗計算要點試驗中只要用量筒和秒表測

6、得在某一時段 t 內經過試樣的滲水量 Q ，即可出該時段內通過土體的單位滲水量； 將其代人達西定律表達式中，便可得到土的滲透系數(shù) 變水頭試驗；適用于透水性較小的細粒土。細粒土由于滲透系數(shù)很小，流經試樣的水量很少，難以直接用量筒準確量測，因此，應采用變水頭試驗法。變水頭試驗法在整個試驗過程中，水頭是隨時間而變化的。試驗裝置如圖 2-4 所示，試樣一端與細玻璃管相連，在試驗過程中測出某一段時間內細玻璃管水位的變化，就可根據(jù)達西定律，求出滲透系數(shù) k。 設玻璃細管過水截面積為 a,土樣截面積為 A,長度為 L，試驗開始后某一時刻土樣的水頭差為 dh，經 dt 時間，管內水位下降 dh,則在 dt 時

7、間內流經試樣的水量為： 現(xiàn)場測定法土的滲透性測定現(xiàn)場試驗包括野外注水試驗和抽水試驗兩種(野外注水試驗適用于非飽和土，抽水試驗適用于飽和土，試驗時，在現(xiàn)場鉆井孔或挖試坑，在往地基中注水或抽水時，量測地基中的水頭高度和滲流量，再根據(jù)相應的理論公式求出滲透系數(shù)k值(試驗示意圖見圖2)注意事項對于滲透變形試驗基本原理與滲透試驗原理相近，區(qū)別在于，試驗級數(shù)增加，通過試驗數(shù)據(jù)分析得出土體發(fā)生滲透變形時的臨界坡降和破壞坡降。 土的滲透性是水庫大壩、江河堤防與眾多水工建筑物穩(wěn)定與防滲體設計必須考慮的重要指標。土的滲透性是指土體透水性能強弱的性質。達西定律中滲透系數(shù)值是代表滲透性、研究滲流問題的一個重要參數(shù)。值與土體骨架顆粒的組成和受溫度影響的流體黏滯性有關。值的測定方法分室內試驗與野外原位試驗。對強透水性的砂性土在室內可用常水頭試驗方法;對弱透水性的黏性