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地基与基础:渗透系数测定成果

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:渗透系数大小与土壤及水的性质有关,一般通过试验来测定。表2-1各种土渗透系数的参考值2.渗透系数的测定测定土的渗透系数的方法有常水头渗透试验、变水头渗透试验、现场抽水试验等。已知抽水前静止地下水位在地面下2.35m处,抽水后待渗流稳定时,从抽水并测得流量q=4.73×102 m3/d,同时从两个观测井得到水位分别下降了1.93m 及0.52m,求砂土层的渗透系数。

地基与基础:渗透系数测定成果

1.渗透系数K

由式(2-2)可知,渗透系数是指水头梯度为1 时的渗透速度,渗透系数是用来表示岩土渗透性大小的指标。渗透系数除用于计算渗透流量、渗透变形外,还可作为选择填土材料的依据。

渗透系数大小与土壤及水的性质有关,一般通过试验来测定。在无实测资料时,可参考经验值选用,表2-1 列出了常见土渗透系数值。

表2-1 各种土渗透系数的参考值

2.渗透系数的测定

测定土的渗透系数的方法有常水头渗透试验、变水头渗透试验、现场抽水试验等。

图2-5 常水头渗透试验

(1)常水头渗透试验法。常水头试验适用于透水性较大的粗颗粒土,试验装置如图2-5所示。A 为圆柱状试样的横截面面积,L为试样的厚度(即渗流长度),h 为试验时的水头差。试验过程中,水头始终保持常数,并测定某时段Δt 内流经试样水的体积V,按达西定律即可求出渗透系数:

(2)变水头渗透试验法。变水头渗透试验适用于渗透系数较小的粉、细砂土,试验装置如图2-6所示。A 为圆柱状试样的横截面面积,L 为试样的厚度(即渗流长度),在试验中测压管的水位不断下降,测定时间t1和t2时测压管的水位h1和h2后,可求出K 值。

一般土层都具有成层的性质,水平方向与垂直方向相差较大,因此室内测试渗透系数时,要注意试样各向异性的特点,应使水流透过试样的方向与天然土层中渗流的方向一致。

(3)现场抽水试验。采用室内试验测试渗透系数,往往由于采取的土样很难保持其天然状态,或试样难以代表现场复杂的地基状态,有时得不到可以信赖的结果,在这种情况下,有必要通过现场抽水试验测定渗透系数。

抽水试验现场布置如图2-7所示。在现场设置一个抽水井(直径大于15cm)和两个以上的观测井。在抽水井中保持定流量抽水,并注意观察各井内水位变化情况,当水位稳定以后,可求出渗透系数:

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图2-6 变水头渗透试验

图2-7 潜水井的抽水试验

式中 h1,h2——抽水稳定后观测孔内的地下水位,m;

r1,r2——观测孔至抽水孔的距离,m;

图2-8 砂土地基抽水试验

Q——井的涌水量,m3/d;

K——渗透系数,m/d。

【例2-1】 如图2-8所示,在现场进行抽水试验测定砂土的渗透系数。抽水井穿过10m 厚砂土层进入不透水层,在距井管中心15m 及60m处设置观测孔。已知抽水前静止地下水位在地面下2.35m处,抽水后待渗流稳定时,从抽水并测得流量q=4.73×102 m3/d,同时从两个观测井得到水位分别下降了1.93m 及0.52m,求砂土层的渗透系数。

解 两个观测井的水位分别为

由式(2-6)求得渗透系数:

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