16 滲 透 試 驗(yàn)
16.1 一 般 規(guī) 定
16.1.1 常水頭滲透試驗(yàn)適用于粗粒土，變水頭滲透試驗(yàn)適用于 細(xì)粒土。
16.1.2 試驗(yàn)用水宜采用實(shí)際作用于土中的天然水。有困難時， 可用純水或經(jīng)過濾的清水。在試驗(yàn)前必須用抽氣法或煮沸法進(jìn)行脫氣。試驗(yàn)時的水溫宜高于室溫3℃~4℃。
16.1.3 滲透系數(shù)的最大允許差值應(yīng)為±2.0×10-ncm/s, 在測得的結(jié)果中取3個～4個在允許差值范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，求得其平均 值，作為試樣在該孔隙比e 時的滲透系數(shù)。
16.1.4 本試驗(yàn)應(yīng)以水溫20℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲 透系數(shù)。
16.2 常水頭滲透試驗(yàn)
16.2.1 本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 常水頭滲透儀裝置：封底圓筒的尺寸參數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家 標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》GB/T 15406 的規(guī)定；當(dāng)使用其他尺寸的圓筒時，圓筒內(nèi)徑應(yīng)大于試樣最大粒徑的 10倍；玻璃測壓管內(nèi)徑為0.6cm, 分度值為0. 1cm (圖16.2.1);
2 天平：稱量5000g, 分度值1.0g;
3 溫度計(jì)：分度值0.5℃;
4 其他：木錘、秒表。
16.2.2 常水頭滲透試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 應(yīng)先裝好儀器(圖16.2. 1),并檢查各管路接頭處是否漏水。將調(diào)節(jié)管與供水管連通，由儀器底部充水至水位略高于金屬 孔板，關(guān)止水夾。
圖16.2.1 常水頭滲透裝置
1一封底金屬圓筒；2一金屬孔板；3一測壓孔；4一玻璃測壓管；5一溢水孔；6—滲水孔；
7一調(diào)節(jié)管；8—滑動支架；9-供水瓶；10一供水管；11—止水夾；
12—容量為500ml.的量筒；13—溫度計(jì)；14一試樣；15一礫石層
2 取具有代表性的風(fēng)干試樣3kg～4kg, 稱量準(zhǔn)確至1.0g, 并測定試樣的風(fēng)干含水率。
3 將試樣分層裝入圓筒，每層厚2cm～3cm, 用木錘輕輕擊 實(shí)到一定的厚度，以控制其孔隙比。試樣含黏粒較多時，應(yīng)在金屬 孔板上加鋪厚約2cm 的粗砂過渡層，防止試驗(yàn)時細(xì)粒流失，并量 出過渡層厚度。
4 每層試樣裝好后，連接供水管和調(diào)節(jié)管，并由調(diào)節(jié)管中進(jìn) 水，微開止水夾，使試樣逐漸飽和。當(dāng)水面與試樣頂面齊平，關(guān)止水夾。飽和時水流不應(yīng)過急，以免沖動試樣。
5 按照本標(biāo)準(zhǔn)第16.2.2條第1款～第4款的規(guī)定逐層裝試 樣，至試樣高出上測壓孔3cm～4cm為止。在試樣上端鋪厚約2cm 礫石作緩沖層。待最后一層試樣飽和后，繼續(xù)使水位緩緩上升至溢水孔。當(dāng)有水溢出時，關(guān)止水夾。
6 試樣裝好后量測試樣頂部至儀器上口的剩余高度，計(jì)算試 樣凈高。稱剩余試樣質(zhì)量，準(zhǔn)確至1.0g, 計(jì)算裝入試樣總質(zhì)量。
7 靜置數(shù)分鐘后，檢查各測壓管水位是否與溢水孔齊平。不 齊平時，說明試樣中或測壓管接頭處有集氣阻隔，用吸水球進(jìn)行吸水排氣處理。
8 提高調(diào)節(jié)管，使其高于溢水孔，然后將調(diào)節(jié)管與供水管分開，并 將供水管置于金屬圓筒內(nèi)。開止水夾，使水由上部注入金屬圓筒內(nèi)。
9 降低調(diào)節(jié)管口，使其位于試樣上部1/3高度處，造成水位差使 水滲入試樣，經(jīng)調(diào)節(jié)管流出。在滲透過程中應(yīng)調(diào)節(jié)供水管夾，使供水 管流量略多于溢出水量。溢水孔應(yīng)始終有余水溢出，以保持常水位。
10 測壓管水位穩(wěn)定后，記錄測壓管水位，計(jì)算各測壓管間的水位差。
11 開動秒表，同時用量筒接取經(jīng)一定時間的滲透水量，并重 復(fù)1次。接取滲透水量時，調(diào)節(jié)管口不得浸入水中。
12 測記進(jìn)水與出水處的水溫，取平均值。
13 降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部1/3處，以改變水力坡降，按本標(biāo)準(zhǔn)第16.2.2條第9款～第12款規(guī)定重復(fù)進(jìn)行測定。
14 根據(jù)需要，可裝數(shù)個不同孔隙比的試樣，進(jìn)行滲透系數(shù)的 測定。
16.2.3 常水頭滲透試驗(yàn)滲透系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：
(16.2.3-1)
式中：kT—— 水溫 T℃ 時試樣的滲透系數(shù)(cm/s);
(16.2.3-2)
Q——時間t秒內(nèi)的滲透水量(cm3);
L—— 滲徑(cm), 等于兩測壓孔中心間的試樣高度；
A——試樣的斷面積(cm2);
t——時間(s);
H? 、H?——水位差(cm);
K20——標(biāo)準(zhǔn)溫度(20℃)時試樣的滲透系數(shù)(cm/s);
ηT——T℃時水的動力黏滯系數(shù)(1×10 -6kPa · s);
η20——20℃時水的動力黏滯系數(shù)(1×10-6kPa · s)。
比值ηT/η20 與溫度的關(guān)系應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)表8.3.5-1執(zhí)行。
16.2.4 當(dāng)進(jìn)行不同孔隙比下的滲透試驗(yàn)時，可在半對數(shù)坐標(biāo)上繪制以孔隙比為縱坐標(biāo)，滲透系數(shù)為橫坐標(biāo)的e-k 關(guān)系曲線圖。
16.2.5 常水頭滲透試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.24 的規(guī)定。
16.3 變水頭滲透試驗(yàn)
16.3.1 本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備(圖16.3.1)應(yīng)符合下列規(guī)定：
圖16.3.1 變水頭滲透裝置
1一變水頭管；2一滲透容器；3一供水瓶；4一接水源管；5一進(jìn)水管夾；6一排氣管；7一出水管
1 滲透容器：由環(huán)刀、透水板、套筒及上、下蓋組成；
2 水頭裝置：變水頭管的內(nèi)徑，根據(jù)試樣滲透系數(shù)選擇不同 尺寸，且不宜大于1cm, 長度為1.0m以上，分度值為1.0mm;
3 其他：切土器、秒表、溫度計(jì)、削土刀、凡士林。
16.3.2 變水頭滲透試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 用環(huán)刀在垂直或平行土樣層面切取原狀試樣或擾動土制備成給定密度的試樣，進(jìn)行充分飽和。切土?xí)r，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)擾 動，不得用削土刀反復(fù)涂抹試樣表面。
2 將容器套筒內(nèi)壁涂一薄層凡士林，將盛有試樣的環(huán)刀推入 套筒，壓入止水墊圈。把擠出的多余凡士林小心刮凈。裝好帶有 透水板的上、下蓋，并用螺絲擰緊，不得漏氣漏水。
3 把裝好試樣的滲透容器與水頭裝置連通。利用供水瓶中 的水充滿進(jìn)水管，水頭高度根據(jù)試樣結(jié)構(gòu)的疏松程度確定，不應(yīng)大 于2m, 待水頭穩(wěn)定后注入滲透容器。開排氣閥，將容器側(cè)立，排除 滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無氣泡。關(guān)排氣閥，放平滲透 容器。
4 在一定水頭作用下靜置一段時間，待出水管口有水溢出 時，再開始進(jìn)行試驗(yàn)測定。
5 將水頭管充水至需要高度后，關(guān)止水夾5(2),開時測記變水 頭管中起始水頭高度和起始時間，按預(yù)定時間間隔測記水頭和時間 的變化，并測記出水口的水溫。如此連續(xù)測記2次～3次后，再使水 頭管水位回升至需要高度，再連續(xù)測記數(shù)次，重復(fù)試驗(yàn)5次～6次 以上。
16.3.3 變水頭滲透試驗(yàn)滲透系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：
(16.3.3-1)
式中：a—— 變水頭管截面積(cm2);
(16.3.3-2)
L—— 滲徑(cm), 等于試樣高度；
Hb1—— 開始時水頭(cm);
Hb2—— 終止時水頭(cm)。
16.3.4 變水頭滲透試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.25的規(guī)定。
