[发明专利]一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法

权利要求书

1.一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进行试验装置及试样的准备，安装并调整试验设备；

S2、预估测试最低位置对应的结束时间；

S3、给变水头管冲水到要求位置，待水头稳定后记录水头；

S4、打开渗流阀开始试验，记录开始时间，待达到预定时间或水头位置后，停止水头供给，并记录结束时间以及水头数据；

S5、根据试验数据进行细粒土渗透系数计算，在试件出水前得到试件渗透系数的表达式，并带入试验数据进行k_T的计算。

2.如权利要求1所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，在S1中，安装并调试试验设备时需要排除用于盛放细粒土样品的渗透容器底部的空气，且准备好清水作为水头。

3.如权利要求1所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，所述S2中，预估测试最低位置对应的结束时间时，需要先对测试最低位置进行估算，估算步骤如下：

在0时刻，渗流面在试件的底部，变水头管内水柱面相对试样顶部的距离是h₁；在t时刻，渗流面离开试件底部l距离，变水头管内水柱面相对试样顶部的距离是h，根据试样内渗入水量与变水头管下降水量相等的关系，可得到：

nAl＝a(h₁-h)，

其中，n是孔隙率；A是试件横截面积；l的范围是l≤L，L为渗径，即为试件高度；

因此得到：

4.如权利要求1所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，在S4中，在实验开始时需要记录渗透容器的环境温度，且按照预定间隔时间，对渗透容器的环境温度进行检测记录。

5.如权利要求2所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，所述S5中，根据试验数据进行细粒土渗透系数计算步骤包括：

S51、利用达西定律对试件的渗透系数k_T进行公式代换和积分，得到试件渗透系数k_T的表达式；

S52、根据试验内容，对表达式中试件的渗径L、变水头管内水柱面相对试样顶部的距离h₁以及变水头管内水柱面相对试样顶部的距离h进行数值选取，对S51中得到的k_T表达式进一步简化，即可带入试验数据得到最终的k_T表达式。

6.如权利要求5所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，S51中，根据达西定律v＝k_Ti，在时间微段dt内的渗流速度是渗流梯度是/因此得到：/

同时结合公式nAl＝a(h₁-h)，得到并将其带入至/中，积分可得：/

7.如权利要求6所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，利用所述在试件出水前得到试件的渗透系数，且其限制条件为/

8.如权利要求7所述的一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，其特征在于，所述S52中，由于在试验中，L通常取4cm，h₁可达200cm，因此用h₁近似L+h，得到渗透系数的近似表达式

如果h的取值趋近于h₁，则可用h近似L+h，用0近似h-h₁，则k_T的表达式进一步简化为：

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