[发明专利]一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法

说明书

本发明公开了一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，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k_T的表达式，并带入试验数据进行k_T的计算。本发明可大幅度节省试验时间，与传统变水头试验相配合，可极大的提高试验效率。

技术领域

本发明涉及岩土工程细粒土渗透试验技术领域，尤其涉及一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法。

背景技术

现有细粒土变水头试验中，试样必须预先脱气，试样中形成渗流时，才能开始测试。脱气过程和测试过程往往耗时达几十个小时。

现有测试技术需要脱气，并等试样内形成稳定渗流时，才能开始测试。耗时巨大，因此需要有一种更加节约时间的试验测定方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为达到上述目的，本发明提出了一种细粒土渗透系数驱气变水头测定方法，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。

本发明可大幅度节省试验时间，与传统变水头试验相配合，可极大的提高试验效率。

可选地，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。

进一步地，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：

进一步地，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。

进一步地，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。