實驗三 達(dá)西滲流實驗

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1、實驗三達(dá)西滲流實驗一、實驗?zāi)康?．通過穩(wěn)定流條件下的滲流實驗，進(jìn)一步理解滲流基本定律—達(dá)西定律。2．了解達(dá)西實驗裝置，加深理解滲流速度、水力梯度、滲透系數(shù)之間的關(guān)系，并熟悉實驗室測定滲透系數(shù)的方法。二、實驗原理室內(nèi)滲透系數(shù)測定是根據(jù)達(dá)西關(guān)于多孔介質(zhì)中地下水的線性滲透定律而設(shè)計的。由達(dá)Q西定律,在常水頭條件下,水流在單位時間內(nèi)透過巖石空隙的流量（）與巖石的斷面面積?H（?）、水力坡度（I）成正比：Q?K??K?I測定不同試樣的滲透系數(shù)K。式L32中：Q—滲透流量（cm）；?—過水?dāng)嗝婷娣e（cm）；?H—上下游過水?dāng)嗝娴乃^差（cm）；L—滲透途徑（cm）；I—水力

2、梯度。QV由上式可推知，K??，亦即，滲透系數(shù)在數(shù)值上等于水力坡度為1時，透過?II某單位過水?dāng)嗝娴臐B流量（亦即滲流速度）。滲透系數(shù)是表征巖石透水能力大小的一項重要指標(biāo)，是進(jìn)行水文地質(zhì)、工程地質(zhì)計算的重要參數(shù)，測定滲透系數(shù)的方法有：野外測定方法：如抽水、滲水、壓水試驗等。室內(nèi)測定方法：如達(dá)爾西儀、基馬儀、卡明斯基管等方法。一般說來，野外測定滲透系數(shù)的方法，能夠比較客觀地反映實際情況，精度比較高，但成本也比較高；而室內(nèi)測定滲透系數(shù)主要從野外一些代表點，取擾動土樣，然后在室內(nèi)用儀器進(jìn)行實驗，所以其測定的數(shù)值比較粗略，與天然情況差異比較大，但它的做法簡單，成本也低，對

3、一般要求不高的工程，或大概地了解地區(qū)巖石的滲透能力是可以滿足要求的。實驗時，可直接測定水量Q、斷面積和水力坡度H，從而可求出所實驗砂（土）的滲透系數(shù)K值。此外，在實驗時可以多次調(diào)整水力坡度（變換水頭），看其滲流量變化是否與水力坡度成正比關(guān)系，從而達(dá)到驗證達(dá)西定律的目的。下面介紹幾種室內(nèi)測定滲透系數(shù)的方法。根據(jù)不同土質(zhì)，選擇下列儀器進(jìn)行試驗。1.70型滲透儀（基馬儀）：適用于砂性土。2.土樣管滲透儀：適用于砂性土（在試樣數(shù)量較少的情況下）。3.南55型滲透儀：適用于粘性土。滲透性較低的試樣，用變水頭法；較高的，用常水頭法。本實驗要求掌握達(dá)爾西儀和70型滲透儀測定砂

4、的滲透系數(shù)。達(dá)爾西儀法一、實驗儀器1．達(dá)西儀（圖3-1），分別裝有不同粒徑的均質(zhì)試樣：①礫石（粒徑5~10mm）；②粗砂（粒徑0.6~0.9mm）；③砂礫混合（①與②的混合樣）。圖3-1達(dá)西儀裝置圖1—試樣；2—進(jìn)水開關(guān)；3—出水管；4—測壓管；5—儀器架；6—排氣管2．秒表。3．量筒（100ml,500ml各一個）。4．直尺。5．計算器。二、實驗步驟1．測量儀器的幾何參數(shù)（實驗員準(zhǔn)備）。分別測量過水?dāng)嗝婷娣e（?）、測壓管a、b、c的間距或滲透途徑（L）；記入（表3-1）。2．調(diào)試儀器（實驗員準(zhǔn)備）。打開進(jìn)水開關(guān)2，待水緩慢充滿整個試樣，且出水管有水流出后，慢慢

5、擰動開關(guān)2，調(diào)節(jié)進(jìn)水量，使a、c兩測壓管讀數(shù)之差最大。同時注意打開排氣口排盡試樣中的氣泡，使測壓管a、b的水頭差與測壓管b、c的水頭差相等。3．測定水頭待a、b、c三個測壓管的水位穩(wěn)定后，讀出各測壓管的水頭值，記入（表3-1）中。4．測定流量在進(jìn)行步驟3的同時，利用秒表和量筒測量t時間內(nèi)水管流出的水體積，及時計算流量Q?Q21Q。連測兩次，使流量的相對誤差小于5％[相對誤差???100%],取平均值記(Q?Q2/)12入（表3-1）。5．由大往小調(diào)節(jié)進(jìn)水量，改變a、b、c三個測壓管的讀數(shù)，重復(fù)步驟3和4。6．重復(fù)第5步驟l—3次。即完成3—5次實驗，取得3—5組

6、數(shù)據(jù)。7．按記錄表計算實驗數(shù)據(jù)，并抄錄其它小組另外兩種不同試樣的實驗數(shù)據(jù)（有條件的，可分別做不同的試樣）。三、注意事項1．實驗過程中要及時排除氣泡。2．為使?jié)B透流速—水力梯度（V—I）曲線的測點分布均勻，流量（或水頭差）的變化要控制合適。四、實驗成果1．提交實驗報告表（表3-1）。2．在同一坐標(biāo)系內(nèi)繪出三種試樣的V—I曲線，并分別用這些曲線求滲透系數(shù)K值，與直接據(jù)（表3-1）中實驗數(shù)據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行對比。表3-1達(dá)西滲流實驗報告表（達(dá)爾西儀法）測壓管水位水平均實測流水位差?H(cm)滲透滲透速實測水滲透流H(cm)平均水位力滲透驗量時度V系數(shù)量W量Q差坡系數(shù)次間t

7、K(cm3)(cm3/s)(cm/s)HaHbHcHa-Hb-?H(cm)度K(c數(shù)(s)(cm/s)HHbcIm/s)平均2儀器內(nèi)徑D?110.cm過水?dāng)嗝婷娣e??950.cm滲透途徑L?200.cm水溫（℃）實驗日期報告人班號組號同組成員70型滲透儀法一、儀器設(shè)備1．70型滲透儀（見圖3-2）包括金屬圓筒，底部裝有金屬網(wǎng)，金屬筒上有三個測壓孔，測孔間距約為10厘米，并連有測壓板。2．供水瓶、水位調(diào)節(jié)器。3．量筒（容量500毫升）。4，秒表、搗棒、橡皮管、管夾、溫度計以及橡皮吸球等。圖3-270型滲透儀裝置1-金屬筒；2-測壓板；3-供水瓶；4-測壓管；5-溢

8、水管；6-泄水管；7-調(diào)