水電站土石混合體雙環(huán)注水試驗設備改進(jìn)

水電站土石混合體雙環(huán)注水試驗設備改進(jìn)針對西南地區某大型水電站近壩段內一土石混合體構成的滑坡,利用改進(jìn)的雙環(huán)注水試驗設備進(jìn)行了現場(chǎng)滲透試驗。試驗中在滑體和滑帶的不同部位分別布置了4個(gè)試驗點(diǎn)和6個(gè)試驗點(diǎn)。試驗結果表明：土石混合體的滲透系數較大,接近無(wú)黏性粗粒土的滲透系數,并且滑體處平均滲透系數是滑帶處的3～4倍。結合室內顆粒分析試驗對滑體和滑帶土進(jìn)行的分析表明,低于5 mm粒徑的細顆粒含量、密度、顆粒形狀及物質(zhì)來(lái)源等因素導致兩者滲透系數差異的主要原因。KS-500型試坑雙環(huán)注水試驗裝置 雙環(huán)法測野外滲透系數 一、實(shí)驗目的和意義 雙環(huán)法試驗是野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數的常用的簡(jiǎn)易方法，試驗的結果更接近實(shí)際情況。利用這個(gè)試驗資料研究區域性水均衡以及水庫、灌區、渠道滲漏量等都是十分重要的。供應商滄州森眾試驗儀器有限公司 二、實(shí)驗方法 野外測定包氣帶非飽和松散巖層的滲透系數常用的是試坑法，單環(huán)法和雙環(huán)法。其中雙環(huán)法的精度zui高。 三、實(shí)驗原理 在一定的水文地質(zhì)邊界以?xún)?，向地表松散巖層進(jìn)行注水，使滲入的水量達到穩定，即單位時(shí)間的滲入水量近似相等時(shí)，再利用達西定律的原理求出滲透系數（K）值。 在坑底嵌入兩個(gè)高約20cm，直徑分別為0.25m和0.5m的鐵環(huán)，試驗時(shí)同時(shí)往內、外鐵環(huán)內注水，并保持內外環(huán)的水柱都保持在同一高度，以0.1m為宜，由于外環(huán)滲透場(chǎng)的約束作用使內環(huán)的水只能垂向滲入，因而排除了側向滲流的誤差，因此它比試坑法和單環(huán)法的精度都高。 圖1雙環(huán)法滲水試驗示意圖 四、實(shí)驗儀器 雙環(huán)、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮管 五、實(shí)驗步驟 （1）選擇試驗場(chǎng)地，zui好在潛水埋藏深度大于5m的地方為好。如果潛水埋深小于2m時(shí)，因滲透路徑太短，測得的滲透系數不真實(shí)，就不要使用滲水試驗。 （2）按雙環(huán)法滲水試驗示意圖，安裝好試驗裝置。 （3）往內、外鐵環(huán)內注水，并保持內外環(huán)的水柱都保持在同一高度，以0.1m為宜。 （4）按一定的時(shí)間間隔觀(guān)測滲入水量。開(kāi)始時(shí)因滲入量大，觀(guān)測間隔時(shí)間要短，稍后可按一定時(shí)間間隔比如每10分鐘觀(guān)測一次，直至單位時(shí)間滲入水量達到相對穩定，再延續2～4小時(shí)即可結束試驗。 六、注意事項 （1）隨時(shí)保持內外環(huán)的水柱都保持在0.1m的同一高度。 （2）向供水瓶注水時(shí)，做好水量轉換的換算 七、實(shí)驗成果 （1）野外滲水試驗的記錄格式見(jiàn)表1。 表1 野外滲水試驗記錄 工程名稱(chēng) 試驗者 工程編號 計算者 試驗日期 校核者 試驗次數 經(jīng)過(guò)的時(shí)間 (s) 滲透流量 m3/min 滲透速度 m/min 滲透系數 m/min 注：A雙環(huán)內徑面積（314cm2） I是水力梯度, （2）計算滲透系數 根據達西定律： k=Q/AI 式中 Q穩定滲流量（m3/min）； K滲透系數（m/min）； A雙環(huán)內徑面積（m2）； Z滲坑內水層厚度（m）； L在試驗時(shí)間段內，水由試坑底向土層中滲透的深度（m）； Hk水向干土中滲透時(shí)，所產(chǎn)生的毛細壓力，以水柱高表示（m）； L值可在試驗后用手搖鉆取樣，測定其含水量變化得知。Hk按表2確定。如果當試驗層為粗砂或粗砂卵石層，而試坑中水層厚度為10cm時(shí)，Hk與Z及L相比則很小I近似等于1，則 K=Q/A=V（滲透速度） 若試驗層是粘性土類(lèi)，可按Hk的實(shí)際數值代入公式計算得出I值，再利用 求得滲透系數（K）。 表2. 不同巖性毛細壓力Hk表 巖石名稱(chēng) Hk（m） 巖石名稱(chēng) Hk（m） 重亞粘土 輕亞粘土 重亞砂土 輕亞砂土 1.0 0.8 0.6 0.4 細粒粘土質(zhì)砂 粉砂 細砂 中砂 0.3 0.2 0.1 0.05 （3）成果 繪制試坑平面位置圖； 計算滲透系數。 為了解在滲水試驗過(guò)程中滲透流量及滲透速度隨時(shí)間的變化，繪制滲透流量及滲透速度隨的歷時(shí)曲線(xiàn)