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土的滲透性和滲透系數(shù)

發(fā)布日期:
2025-03-14
摘要

在水利和土木工程中,絕大多數(shù)滲流,無論是發(fā)生于砂土中或一般的黏性土中,均屬于層流范圍,符合達西線性滲透定律。發(fā)生在純礫以上很粗的土體(如堆石體)中的滲流,且水力坡降較大時,滲流的流態(tài)已是紊流,達西定律不再適用。發(fā)生在黏性很強的致密黏土中的滲流,這類土的滲透特性也偏離達西定律。

土的滲透性和滲透系數(shù)

土骨架中含有連通的孔隙,孔隙中包含有流體,這些流體在勢能差的作用下會在孔隙中流動,這就是土中的滲流。土具有被水等液體透過的性質稱為土的滲透性。反映土體透水性能的比例系數(shù),稱為土體的滲透系數(shù)。

地下水在土中沿著孔隙流動,在巖石中沿著裂隙或洞穴流動。地下水的運動有層流和紊流兩種形式。

在水利和土木工程中,絕大多數(shù)滲流,無論是發(fā)生于砂土中或一般的黏性土中,均屬于層流范圍,符合達西線性滲透定律:

土的滲透性和滲透系數(shù)

發(fā)生在純礫以上很粗的土體(如堆石體)中的滲流,且水力坡降較大時,滲流的流態(tài)已是紊流,達西定律不再適用。

土的滲透性和滲透系數(shù)

發(fā)生在黏性很強的致密黏土中的滲流,這類土的滲透特性也偏離達西定律。

土的滲透性和滲透系數(shù)

滲透速度與水力坡降的關系曲線


滲透系數(shù)可通過室內試驗(常水頭滲透試驗、變水頭滲透試驗)、現(xiàn)場試驗(抽水試驗、注水試驗)和經(jīng)驗值或經(jīng)驗公式確定。滲透系數(shù)受粒徑大小與級配、孔隙比、礦物成分、結構、飽和度和溫度等影響較大,即使同一土類的土體滲透系數(shù),其數(shù)值也存在差異,以下是不同相關教材的土體滲透系數(shù)表格。

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

滲透系數(shù)是代表土滲透性強弱的定量指標,據(jù)此可將土的滲透性劃分為透水、弱透水、不透水等,但沒有明確的數(shù)值界限,以下是不同學者根據(jù)滲透系數(shù)對土的滲透性的評價。

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

土的滲透性和滲透系數(shù)

當滲透系數(shù)以m/d為單位時,可參考文中進行滲透性評價。在工程中,常以滲透系數(shù)25px/s、10-100px/s、10-225px/s作為三個重要的界限值。25px/s是常見水力梯度下層流與紊流的界限值;10-100px/s是排水良好與排水不良好的界限值;10-225px/s是土的滲透系數(shù)的下限值。(1m/d=1.1574×10-3cm/s≈1×10-3cm/s,1cm/s=3.1536×107cm/年≈3×107cm/年)


土的滲透性和滲透系數(shù)

德國WILLE組合式滲透測試儀(變水頭+常水頭)


這套德國WILLE滲透性測試儀用于實驗室中土滲透試驗,測定土的滲水系數(shù),可以按照相關規(guī)范進行恒定水壓和變水壓(變水頭+常水頭)兩種測試。根據(jù)測試要求,可選擇多種不同直徑的壓力管。滲透性測試儀包括用于測試高低水流的2套壓力管系統(tǒng)、儀器面板和1個儲存容器。


產(chǎn)品特點

▍變水頭和常水頭裝置,能夠測定土的滲透系數(shù) 

▍2套壓力管,帶mm刻度,可準確測定水利梯度

▍滲透性測試范圍:10-3~10-8 m/s 

▍滲透性測試儀可安放于臺面上或墻上

▍標準:DIN、ASTM、BS 

▍滲透性測試儀也可適用于proctor試模和試樣管

▍尺寸:500x1250x350mm(BxHxD) 


附件

▍滲透室,適用于?75~150 mm的無粘性材料 

▍用于測定無粘性土和建筑材料的滲水性,常水頭梯度

▍透明滲透室,可連接4個不同高度的壓力管 

▍包括球閥、除氣閥和柱塞,帶頂板,用于在加載架上施加一個恒定的軸向荷載 

▍試樣準備板

▍外部儲水箱(5~20 L) 


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