钻孔变水头试验确定低渗透性土层水力参数的方法

低渗透性土层的水力参数对于基础工程建设、地下水资源评价等具有重要意义。该文以新干县某空旷场地为研究对象,进行钻孔变水头试验,对注水试验、竖管试验和双管试验确定低渗透性土层水力参数的方法进行比较,提出在水头下降一定范围内,运用配线法同时求出低渗透性土层的渗透系数和贮水率。计算结果表明,该研究地区的垂向渗透系数和贮水率分别为:K=7.64e-7m/s,μ=1.87e-3m-1,并用竖管试验加以验证,不同计算方法之间的误差仅为0.13%。该方法对于变水头试验条件下确定低渗透性土层的水力参数具有较好的适用性和推广意义。

变水头渗透试验自动测试系统的开发

针对变水头渗透试验测试过程中需要人工值守读取测压管的水位变化、渗透液温度、渗透时间等参数,并进行渗透系数计算等烦琐工作,测试结果人为影响大、误差大等问题,研制了一种变水头渗透试验自动测试系统。该系统由给水控制装置、数据采集处理装置、供水水箱和管路等组成,系统软件采用MicrosoftVisual Basic.Net工具开发,数据库采用Microsoft Access2003。通过对水泥土试样和不同密实度的黏土试样进行渗透系数测定,证明该系统能实时精确地采集水头压力、渗透液温度等参数,并进行数据处理,输出渗透系数,实现了在无人值守的条件下完成试样渗透系数的测试,提高了测试精度,减少了烦琐的劳动。

变水头渗透试验鉴定分散性粘土方法探讨

针对分散性粘土与非分散性粘土从颗粒级配上难与分辩,需特定设备和试验方法测定问题,探讨了采用常规变水头渗透试验鉴定分散性粘土的方法,结果表明:采用延长试验时间,从出水口流水的变化、试验过程数据分析、试验结束后观察试样内部结构即可初步判定粘土是否具有分散性。

密实高黏性细粒土高水头渗透试验研究

室内变水头试验测定密实、高黏性细粒土渗透系数时常会出现10余天都不透水的情况,甚至最后数月亦不透水,为快速测得试样渗透系数提供试验成果,本文采用高水头试验设备解决这一难题。

吹填土在冲击荷载下的渗透性试验研究

通过制配不同细粒含量的吹填土样,在自行改装设计的渗透仪内进行了冲击荷载作用下的渗透性试验研究,试验中考虑了细粒含量、冲击能量、冲击遍数和夯后时间等4个因素对夯后土样渗透系数的影响.试验结果表明,细粒含量对冲击荷载下吹填土渗透系数的影响存在一个"分界点",其质量分数范围大致在20%～30%之间.通过对试验数据进行统计和拟合,建立了不同细粒含量吹填土在冲击荷载作用后渗透系数随时间变化的预测公式.

固化黄土渗透特性的试验研究

以取自于山西不同地点的两种黄土为研究对象,选用水泥、生石灰、高分子材料SH固化剂及组合进行加固处理,通过变水头渗透试验,测定了素黄土及加固黄土在设计干密度下的渗透系数,并探讨渗透试验条件下各种影响因素对其渗透特性的影响规律。结果表明:两种黄土经重塑压实后的渗透系数均较小,黄土1略大于黄土2,基本能满足渠道等工程的防渗要求;对于防渗要求比较高的黄土工程,用水泥、生石灰和SH均可进一步改善其抗渗性,固化黄土后的渗透系数减小,固化黄土的渗透系数随着固化剂掺量和养护龄期的增长而减少。生石灰与SH相比,生石灰对固化土的渗透性影响更大。

干湿循环下炭质泥岩软弱夹层剪切强度及渗透性演化规律研究

针对云南某露天矿边坡中的炭质泥岩软弱夹层,开展了室内干湿循环加速模拟试验、直接剪切试验和变水头渗透试验,研究了干湿循环作用下炭质泥岩软弱夹层抗剪强度和渗透性的演化规律,分析了循环次数对抗剪强度和渗透系数的影响,结果表明:干湿循环对炭质泥岩软弱夹层的抗剪强度影响显著,不同竖向荷载下,抗剪强度劣化趋势基本相同;随着干湿循环次数的增加,其内摩擦角基本不变,但黏聚力显著减小,且在干湿循环1次时黏聚力减幅最大,2~7次时黏聚力劣化速率较快,在干湿循环超过7次时,炭质泥岩软弱夹层的黏聚力变化速率趋于平缓,最终拟合得出黏聚力与干湿循环次数之间的指数函数关系模型;炭质泥岩软弱夹层的渗透系数和干湿循环次数呈正相关,循环次数在0~4次时渗透系数变化较为平缓,4次之后渗透系数显著增大,在7次循环时达到最大值,之后渗透系数基本不变。研究结果可为类似矿山边坡软弱夹层的强度和渗透系数预测提供参考。

黄河冲积粉土的渗透特性研究

黄河冲积粉土分布范围广,工程性质差,作为填料时容易出现渗透破坏现象。为研究粉土的渗透特性,以郑州地区黄河冲积粉土为研究对象,在分析黄河冲积粉土基本物理性质和颗粒级配的基础上,实验研究不同压实度粉土的渗透系数,并验证了常用渗透系数经验公式对黄河冲积粉土渗透系数预测的适用性。研究结果表明:郑州地区黄河冲积粉土颗粒以粉粒组为主,其渗透系数随压实度的增大而减小,大致与压实度呈负指数关系;此外,修正kozeny-carman公式更适于预测压实黄河冲积粉土的渗透系数。

纤维改性粘土渗透特性试验研究

对用废旧衣服纤维改造后的填土材料(简称纤维改性粘土)进行渗透特性研究,采用变水头渗透试验,得出以下结论:土体试块径向渗透系数大于轴向渗透系数,土体渗透性受土体构造影响;分别掺入化纤、棉质等废旧衣物纤维的土体试块,土体渗透系数均高于素土渗透系数,且化纤纤维对土体渗透性的改善效果优于棉麻类纤维;纤维对粘土渗透性的改善效果随纤维含量的增加,效果减弱,存在最优纤维含量使得改善效果最佳.经纤维改造后,土体渗透性加大,可以用来做对渗透性要求较高的路基填土.

黑方台浅层黄土渗透特性对比试验研究

位于黄土高原的甘肃黑方台由于常年的农业灌溉导致地下水位抬升诱发了大量黄土滑坡,造成很大损失,研究灌溉水在非饱和黄土中的渗透特性对该地区滑坡的防控具科学指导意义。本论文通过现场双环试验、原状样室内变水头渗透试验、重塑样室内变水头渗透试验,对黑方台黄土的渗透特性进行对比分析,最后通过高密度电法及探井测量进行对比验证。得出以下结论:(1)3类试验方案中非饱和黄土的渗透系数均随着干密度的增大呈线性减小;(2)同一条件下的黄土,双环试验所得渗透系数最大,原状样次之,重塑样最小;干密度越大,3类渗透系数差异性越小;(3)高密度电法验证与双环试验结果最接近,探井验证得出高密度电法在黄土地区的适用性。

基于土壤质地分类的土壤渗透性影响因素研究

土壤渗透性是影响降雨入渗-径流过程的关键指标,对准确开展水利水电工程规划设计中的行洪论证至关重要。国道G318川藏段地质条件复杂,土壤类型多样,生态环境敏感脆弱,土壤渗透性差异显著。为研究影响土壤渗透性能的主控因素,对沿线取得的土壤样品进行变水头渗透试验,在颗粒分析的基础上,将土壤样品分为粉壤土、砂壤土、壤砂土,研究干密度、不均匀系数、曲率系数、植物根系对土壤渗透性的影响规律。研究结果表明:当土壤处于相同物性条件下时,土壤渗透系数随砂粒含量增加而增大,即渗透系数:壤砂土>砂壤土>粉壤土;在不含植物根系情况下,土壤渗透系数均与干密度呈负相关,与不均匀系数和曲率系数呈正相关,其中,砂壤土敏感性最高;而含植物根系土壤渗透系数普遍高于不含植物根系的同类土壤;对于含植物根系土壤而言,植物根系对粉壤土渗透系数的影响最大,并且随土壤颗粒粒径增大,植物根系对土壤渗透系数影响逐渐降低。

研究室内渗透试验结果的影响因素及注意事项

为从根本上保证渗透试验结果结果精确度,为工程地质条件评估提供更可靠参照,提出开展变水头渗透试验的建议。文章首先阐述变水头渗透试验方法与步骤,其次列举影响试验检测结果精确度的主要因素,最后阐释试验中应注意的几点事项。希望能与同行分享经验,全面优化室内渗透试验质效。

黏性土渗透系数测定的影响因素分析

土的渗透性是土力学研究的基本问题,渗透系数是反映土体渗透性的重要参数,准确测定土体的渗透系数有重要的理论与工程应用价值。通过变水头试验,分析了变水头管横截面面积、起始水头高度、记录水头高度变化的时间间隔、温度等因素对测定渗透系数的影响,并得到渗透系数随孔隙比和干密度的变化规律。结果表明:试验前应对变水头管的横截面面积进行校订以减小误差;当起始水头高度为110、120、140cm时,渗透系数随着记录水头高度变化的时间间隔增大而减小,且曲线形式相似,当起始水头高度为100cm时,渗透系数随时间间隔的增加变化不大,因此,建议起始水头高度设置在100cm;为降低变水头管内水分蒸发对渗透系数的影响,建议记录水头高度变化的时间间隔宜小于150min;渗透系数与初始孔隙比和干密度的拟合关系均符合二次型函数。

饱和黏性土孔隙性对渗透系数的影响研究

渗透系数作为饱和土的重要参数之一,直接影响着工程的施工和运行,一直受到广泛的关注.利用取自武汉市汉街地区一处建筑工地基坑底部的非饱和黏土,配制了7组不同干密度和均为15.13%的含水率的重塑试样,运用变水头法研究了土体孔隙性对渗透系数的影响.研究表明,该地区非饱和黏土渗透系数随着干密度的增大而减小,随着孔隙比的增大而增大,且明显分为三段,有0.7188和1.037两个特征点.并分析了产生该结果的原因.

庆阳黄土及红粘土的渗透特性研究

针对甘肃省庆阳市海绵城市建设情况,对庆阳黄土和红粘土进行了一系列室内基本土工试验、X射线荧光光谱分析,得到了庆阳黄土和红粘土的基本物理性质与化学成分。在变水头渗透试验中发现,黄土和红粘土的饱和渗透系数均会随着孔隙比的增大而逐渐增大,随着干密度增大而逐渐减小。再分别以不同厚度的红粘土和高密度黄土作为抹面,进行防渗对比试验,其结果为:当抹面厚度为10mm时,高密度黄土抹面的防渗效果优于红粘土抹面;当抹面厚度为20mm时,红粘土与高密度黄土抹面的防渗效果相似;当抹面厚度达30mm时,红粘土抹面防渗效果优于高密度黄土抹面。这对西北地区防渗工作有一定的指导意义。

华北地区平原水库重塑粉质黏土渗透性的探究

影响重塑细粒土渗透系数测定的因素之一是土样的制备。以华北地区某平原水库粉质黏土为研究对象,通过变水头试验和压汞实验,研究制备试样的固结时间和渗流起始水头对水工建筑物建筑材料渗透性和孔隙的影响。结果表明:制备试样的固结时间对渗透系数的影响更显著,固结8 h的渗透系数是24 h的3.8倍;起始水头对渗透系数的影响不超过2倍;固结时间越短,渗透系数受水头的影响越大;对重塑粉质黏土,以至少固结10 h且起始水头为100 cm为宜;固结使大孔隙(>40μm)减小为小孔隙(<10μm),土中的孔隙趋于均匀;对渗透性起决定性作用的是10~40μm的孔隙含量,随其增多,渗透性增大。结论对重塑细粒土渗透系数的测定和工程中渗透性的应用有借鉴意义。

红土特性及水温对其渗透系数的影响研究

针对不同干密度和初始含水率的红土,分别在不同水温条件下,通过变水头渗透试验和理论分析相结合的方法,分析渗透系数随干密度、初始含水率及水温变化的规律,揭示干密度、初始含水率及水温条件变化时对红土渗透系数造成的影响。结果表明:(1)当红土干密度为1.1g·cm^(-3)~1.4g·cm^(-3)时,红土渗透系数随干密度增大而减小。随着干密度增大,水温和初始含水率对红土渗透系数的影响越来越小。(2)当初始含水率小于等于26%时,红土渗透系数随初始含水率增大而减小;当初始含水率大于26%时,红土渗透系数急剧减小。初始含水率为26%时,红土渗透系数取得极大值。(3)红土渗透系数在降温区(5℃~25℃)随水温升高而增波折大,在升温区(25℃~40℃)随水温升高而波折降低。水温为25℃时,渗透系数出现极大值。说明水温为25℃时,对红土渗透系数的影响最大。

西藏阿里结则茶卡湖西隔水层的赋存状态及渗透性研究

西藏阿里结则茶卡湖西的5个地块中,地层为第四系全新统湖积（Q4l）、冲洪积（Q4al＋pl）、上更新统湖积（Q3l）。粘性土层在其中4个地块的大部分范围有分布,而在2#干湖仅呈局部分布,在1#干湖分布面积为2.11km2,在3#干湖为4.17km2,在4#河滩为2.40km2,在5#湖滩为14.40km2。各地块粘性土分布面积与各地块面积之比分别为：1#干湖76.7%、3#干湖83.4%、4#河滩71.9%、5#湖滩72.0%。颗粒分析试验可知,土样中粒径小于0.075的颗粒质量占总质量的91.9﹪-98.3﹪,粘粒（〈0.005）含量为25.8﹪-31.1﹪,粉粒以上粒组仅有细砂粒,含量仅占1.7﹪-8.1﹪。研究区各地块粘性土的渗透系数K在8.14×10-8-3.52×10-7cm/s之间,可确定粘性土属于极微透水层。其赋存状态和渗透特性表明,粘性土层可选作泥田防渗隔水层。

纳米黏土改良黄土渗透试验研究

以陕西延安安塞地区黄土作为研究对象,在黄土中分别添加两种不同纳米黏土(凹凸棒土和纳米蒙脱土)对黄土进行改良,对改良后的黄土进行常水头渗透试验和变水头渗透试验,分析不同纳米黏土对黄土渗透特性的影响,并探讨了改良黄土渗透系数随不同围压、干密度和材料掺量等变量的变化规律。结果表明:两种纳米黏土改良黄土在不同干密度情况下的常水头渗透试验结果相同,材料掺量与改良黄土渗透系数均表现出指数函数关系;两种纳米黏土材料改良黄土在干密度ρ_(d)=1.45g/cm^(3)和ρ_(d)=1.55g/cm^(3)情况下的变水头渗透试验结果相同,材料掺量与改良黄土渗透系数之间的拟合函数为指数函数,拟合效果较好;不同干密度情况下常水头饱和渗透系数均比变水头饱和渗透系数的值大。

土层渗透试验对比分析

一般黏性土现场注水试验的平均渗透系数,比室内渗透系数要大一个次方量。目前室内渗透试验方法是采用变水头试验方法,但是室内变水头渗透试验,黏性土经常会遇到安装数天后土样不易透水问题,即便是透水了,渗透系数也很小,甚至小于10-8;找出室内与现场渗透试验指标的差异,以合理取舍室内渗透试验指标,具有十分重要的意义。