渗透试验报告

双环渗透

8.1试验的目的

双环法试验是野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数的常用的简易方法，试验的结果更接近实际情况。利用这个试验资料研究区域性水均衡以及水库、灌区、渠道渗漏量等都是十分重要的。

8.2试验的适用范围

对砂土和粉土，可采用试坑法或单环法，对粘性土应采用试坑双环法

8.3试验的基本原理

水在土中的流动符合达西定律，水在土的孔隙中流动时，大多数情况下流速较小，可以认为属于层流（即水流流线相互平行的流动）。则渗透速度与水力坡降成正比。当水力坡降为1时的渗透速度称为土的渗透系数。对于饱和土的渗透现象常用达西定律来表示。即

vkI或qkIF

在一定的水文地质边界以内，向地表松散岩层进行注水，使渗入的水量达到稳定，即单位时间的渗入水量近似相等时，再利用达西定律的原理求出渗透系数（K）值。 在坑底嵌入两个高约50cm，直径分别为0.25m和0.50m的铁环，试验时同时往内、外铁环内注水，并保持内外环的水柱都保持在同一高度，以0.1m为宜，由于外环渗透场的约束作用使内环的水只能垂向渗入，因而排除了侧向渗流的误差，因此它比试坑法和单环法的精度都高。

8.4 试验仪器及制样工具

双环、铁锹、水平尺、量筒、笔直的树枝

双环：（外环：上底0.5m，下底0.5m，高0.25m；内环：上底0.25m，下底0.25m，高0.25m）。

8.5试验的操作步骤

（1）选择试验场地，最好在潜水埋藏深度大于5m的地方为好。如果潜水埋深

小于2m时，因渗透路径太短，测得的渗透系数不真实，就不要使用渗水试验；

（2）按双环法渗水试验示意图，安装好试验装置。

（3）往内、外铁环内注水，并保持内外环的水柱都保持在同一高度，以0.1m为

宜。

（4）按一定的时间间隔观测渗入水量。开始时因渗入量大，观测间隔时间要短，

稍后可按一定时间间隔比如每10分钟观测一次，直至单位时间渗入水量达到相对稳定，再延续2～4小时即可结束试验。

8.6注意事项

（1）随时保持内外环的水柱都保持在0.1m的同一高度； （2）向供水瓶注水时，做好水量转换的换算 （3）尽量减小以下误差：

1注水量的实际用量与记录间的误差； 2试验范围内土层变层的影响； 3试坑制作误差。

8.6试验数据

（1）随时保持内外环的水柱都保持在0.1m的同一高度。 （2）向供水瓶注水时，做好水量转换的换算

第一组 T(min) 1 2 2 5 10 10 Q(ml) 300 200 100 150 450 450 第二组 T(min) 8.7试验数据处理

（1）计算渗透系数

根据达西定律： QKIA 式中 Q－稳定渗流量（m3/min）；

A－双环内径面积（m2）； K－渗透系数（m/min）；

I—水力梯度，渗透系数为1的渗透流速；

1 2 2 5 10 10 Q(ml) 250 200 120 190 400 400 IHkZL L Z－试坑内水层厚度（m）；

L－在试验时间段内，水由试坑底向土层中渗透的深度（m）；

Hk－水向干土中渗透时，所产生的毛细压力，以水柱高表示（m）。试验地点土为粘性，其大小约为一；

时间min 1 3 5 10 20 30

渗透深度（cm） 水力梯度I 渗透系数m/mim 0.00245 0.0010 0.0006 0.0004 0.0004 0.0004 50 3.20 （2）渗透速度随时间变化的曲线

渗透系数随时间的变化曲线0.0030.0025渗透系数（m/min）0.0020.0015渗透系数m/mim0.0010.0005005101520时间min25303045

8.8成果分析及工程应用

由于经济成本低且简便易行，在包气带岩层参数的求取中，双环渗水试验具有重要的实用价值，但要慎重对待试验数据采集和处理，在采集中尽量避免人为误差，在处理中力求减小概化误差。由于基于垂向一维渗流，在公式法求渗透系数的过程中，侧向渗透对求解结果的影响颇大。因此，在双环试验中保持内、外环水层高度一致很重要。在入渗速度近似法求k中，约束条件为HS+0.5HC/Lw

很小，要使此条件得到满足，控制上试环水层厚度在10cm以下是必要的。双环渗水试验对渗透系数较大的松散岩类孔隙岩层的适用性较好，而对渗透系数较小的粘土、亚粘土岩层的适用性较差。