達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn).docx

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1、達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螵?．測(cè)量樣砂的滲透系數(shù)k值，掌握特定介質(zhì)滲透系數(shù)的測(cè)量技術(shù)。2．通過測(cè)量透過砂土的滲流流量和水頭損失的關(guān)系，驗(yàn)證達(dá)西定律。二、實(shí)驗(yàn)原理1．滲流水力坡度J由于滲流流速很小，故流速水頭可以忽略不計(jì)。因此總水頭H可用測(cè)壓管水頭h來表示，水頭損失hw可用測(cè)壓管水頭差來表示，則水力坡度J可用測(cè)壓管水頭坡度來表示：式中：l為兩個(gè)測(cè)量斷面之間的距離（測(cè)點(diǎn)間距）；h1與h2為兩個(gè)測(cè)量斷面的測(cè)壓管水頭。2．達(dá)西定律達(dá)西通過大量實(shí)驗(yàn)，得到圓筒斷面積A和水力坡度J成正比，并和土壤的透水性能有關(guān)，即或式中：v——滲流斷面平均流速；k——土質(zhì)透水性能的綜合系

2、數(shù)，稱為滲透系數(shù)；——滲流量；A——圓桶斷面面積；hw——水頭損失。上式即為達(dá)西定律，它表明，滲流的水力坡度，即單位距離上的水頭損失與滲流流速的一次方成正比，因此也稱為滲流線性定律。3．達(dá)西定律適用范圍達(dá)西定律有一定適應(yīng)范圍，可以用雷諾數(shù)來表示。其中v為滲流斷面平均流速；d10為土壤顆粒篩分時(shí)占10%重量土粒所通過的篩分直徑；為水的運(yùn)動(dòng)粘度。一般認(rèn)為當(dāng)Re<1~10時(shí)（如絕大多數(shù)細(xì)顆粒土壤中的滲流），達(dá)西定律是適用的。只有在礫石、卵石等大顆粒土層中滲流才會(huì)出現(xiàn)水力坡度與滲流流速不再成一次方比例的非線性滲流（Re>1~10），達(dá)西定律不再適應(yīng)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照基本操

3、作方法，改變流量2~3次，測(cè)量滲透系數(shù)k，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析參考第五部分四、數(shù)據(jù)處理及成果要求1．記錄有關(guān)信息及實(shí)驗(yàn)常數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱：達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)：____No.1_實(shí)驗(yàn)者：____________A1組7人___實(shí)驗(yàn)日期：_5月10日_砂土名稱：人工粗砂；測(cè)點(diǎn)間距l(xiāng)=30.0′10-2m；砂筒直徑d=15.0′10-2m；d10=0.03′10-2m2．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算結(jié)果（參表1）3．成果要求完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算表。校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件是否符合達(dá)西定律適用條件。五、分析思考題1．不同流量下滲流系數(shù)k是否相同，為什么？答：不同流量下滲流系數(shù)k相同，滲流系數(shù)

4、大小取決于很多因素，主要取決于土的顆粒形狀、大小、不均勻系數(shù)以及水溫等，一旦這些因素確定，則k也確定，因此k的大小與流量無關(guān)2．裝砂圓筒垂直放置、傾斜放置時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的、v、J與滲透系數(shù)k值有何影響？答：裝砂圓筒垂直放置、傾斜放置，對(duì)測(cè)得的、v、J有影響，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)系統(tǒng)達(dá)到滲流以后，裝砂圓筒垂直放置、傾斜放置，相當(dāng)于改變了砂桶溢流水面的高度，也就是改變了供水箱水頭和砂桶溢流水面水頭高度差，這樣的話，滲流系數(shù)k就會(huì)改變，從而、J也會(huì)相應(yīng)的改變。但是裝砂圓筒垂直放置、傾斜放置時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滲透系數(shù)k值沒有影響，因?yàn)闈B透系數(shù)k是砂子的內(nèi)在屬性。表1滲流實(shí)驗(yàn)測(cè)記表

5、測(cè)點(diǎn)壓差/10-2m水力坡度J流量qV砂筒面積A/10-4m2流速v/(10-2m/s)滲透系數(shù)k/(10-2m/s)水溫T/°C粘度n/(10-4m2/s)雷諾數(shù)Reh1h2Dh體積/10-6m3時(shí)間/s流量/(10-6m3/s)131.410.620.80.6930053.45.62176.70.03180.0459200.010.095238.710.628.10.9430041.67.22176.70.04090.0437200.010.123六、注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)中不允許氣體滲入砂土中。若在實(shí)驗(yàn)中，下穩(wěn)水室中有氣體滯留，應(yīng)關(guān)閉出水閥，打開排氣嘴，排除氣體。

6、2．新裝砂后，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，從出水管排出的少量渾濁水應(yīng)當(dāng)用量筒收集后予以廢棄，以保持蓄水箱中的水質(zhì)純凈。