2015岩土工程师专业考试精讲：渗透系数的测试

　　渗透系数的测试

　　注意根据场地水文地质条件以及工程设计施工的需要，选择以下方法。

#

　　1、渗水试验

　　试抗渗水试验适用于测定包气带非饱和岩土层的渗透系数，常用的有试坑法、单环法和双环法。 #

　　1.试坑法 #

　　是在表层土中挖一试坑，坑底离潜水位3～5m，试坑为方形、圆形均可，面积1000cm2，坑底铺设2cm厚的砂砾石层，试验开始时，控制流量连续均衡，必须使试坑中的水层厚度保持常数(10cm为宜)，在坑底设置一标尺，便于观测坑内水位，求出单位时间内渗入坑底的水量Q，除以坑底面积F，得到平均渗透速度v。即v=Q/F，当坑内水柱高度不大于或等于10cm时，可认为水头梯度近于1，则k=v。

#

　　2.单环法 #

　　是在试坑底嵌入一高20cm，直径37.75cm的铁环，该铁环圈定的面积为1000cm2。在试验开始时，用Mariotte瓶控制环内水柱，保持在10cm高度，试验进行到渗水量Q固定不变时为止，此时所得的渗透速度(v)即为该岩土的渗透系数。

　　通过系统记录渗水量，求得各时间段内的平均渗透速度，据此编绘渗透速度历时曲线图。 #

　　2、注水试验 #

　　钻孔注水试验适用于地下水位埋藏较深，不便于进行抽水试验的场地，或在干的透水岩土层中进行。 #

　　注水试验装置见上图。

　　连续往孔内注水，形成稳定的水位和常量的注入量。注水稳定时间因目的和要求不同而异，一般为4～8h，以此数据计算岩土层的渗透系数k值。

　　3、抽水试验

　　抽水试验为岩土工程勘察中查明建筑场地的地层渗透性，测定有关水文地质参数常用方法之一。应根据勘察工作的目的要求和水文地质条件的差异采用不同的抽水试验类型。

#

　　1、抽水试验的类型 #

　　(2)根据试验段长度与含水层厚度的关系可分完整孔与非完整孔两种，在选择计算公式时应予区别。

　　①完整孔 — 抽水试验孔深度达到含水层底部，并且含水层的整个厚度中孔壁都是透水的，即过滤器的长度等于含水层厚度。 #

　　②非完整孔 — 抽水试验孔深度没有达到含水层底部，即过滤器长度小于含水层的厚度。 #

　　(3)抽水试验孔中存在多个含水层，在进行抽水试验时又可分为分层抽水与混合抽水。

#

　　①分层抽水试验 — 利用不同深度的钻孔进行分层或分段抽水，以便取得不同埋深的各个或各段含水层的渗透系数以及水位、水量等水文地质参数。

#

　　②混合抽水试验 — 当含水层数较多，且含水层之间的水力特征基本一致时可采用混合抽水，概略地确定某含水层组的有关水文地质参数。 #

　　(4)根据抽水试验时水量、水位与时间关系，又分为稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验。 #

　　①稳定流抽水试验 — 抽水量与水位降深在规定的稳定延续时间内，不随时间而变化，同时相对稳定，按裘布依的基本公式或推导的公式计算渗透系数。

#

　　②非稳定流抽水试验——抽水量与水位降深随抽水时间的延续而变化。按泰斯基本公式或推导的公式计算渗透系数。

#

　　在岩土工程勘察中仍大量采用稳定流抽水试验，必要时用少量非稳定流抽水试验计算水文地质参数。

#

　　2、抽水试验的技术要求 #

　　(1)抽水孔与观测孔的布置 #

　　抽水孔位置应根据试验的目的，结合场地水文地质条件、地形、地貌条件以及周围环境，布置在有代表性地段。 #

　　观测孔的布置应围绕主孔，可布置1～2排，首先应布置在与地下水流向相垂直的方向上，当布置两排时，另一排应布置在平行地下水流向的方向上，与抽水孔的距离以l～2个含水层厚度为宜，并掌握近抽水孔处较密，远抽水孔处较稀，透水性强的岩土较之透水性弱的岩土距离较稀的原则，参见有关书籍。观测孔深度一般要求进入抽水试验段厚度之中，若为非均质含水层，观测孔的深度应与抽水孔一致。#p#分页标题#e#

#

　　(2)对水位降深及延续时间要求

#

　　经抽水后测得的稳定水位与原静止水位之间的垂直距离称为降深;抽水后所得到稳定水位和稳定流量所需延续一段时间，这个过程称为一个落程，岩土工程勘察中抽水试验稳定延续时间一般为8～24h。

#

　　抽水试验一般要求进行三个落程，当进行简易抽水试验时可进行两个落程，各个落程的水位降深宜采用下列数值。

　　S1=1/6H; S2=1/4H; S3=1/3H

　　或按 S3=Smax ; S2=2/3S3 ; S1=1/3S3 #

　　式中 H-潜水水柱高度(由静水位至孔底)(m);承压水层隔水顶板以上水柱高度(m);

#

　　S1、S2、S3-分别为三个落程的降深值(m)。 #