实验室测定给水度常用筒测法,这种方法设备简单,操作方便,结果可靠,获得了广泛应用。
(1)试验装置
装置分为三部分:一是测试圆筒,用于盛装珊瑚沙土。筒体内径18.6 cm、柱高200 cm,由2个长度为100 cm的有机玻璃筒用法兰盘连接而成,连接处不得渗漏。底部安装开孔透水板,板上垫若干层滤纸,防止珊瑚沙粒下漏;二是供水装置,由马利奥特瓶、连通管及进水开关组成,用于为珊瑚沙土试样充水;三是排水装置,由溢流器、出水开关、出水管组成。溢流器分为内外2层。内槽(高10 cm)为储水槽,底部与出水管连接。实验时上下移动溢流器控制饱和土层的水面高度,饱和土体排出的水量,由出水管进入溢流器内槽,再由顶部的小孔流入到外槽(高15 cm,底部设有开关)中存储。试样装置如图3.6所示。
图3.6 给水度测定装置(图中尺寸单位:cm)
(2)试验方法
由于给水度与潜水埋深有关,当潜水埋深小于土体试样的最大毛细水上升高度时,潜水水位下降后,部分重力水将以毛细水形式保留在潜水水面之上,所以,潜水位下降的初期,给水度较小,但随着潜水位的持续下降,即潜水埋深增大,给水度逐渐增大,达到某一埋深zc后才趋于一稳定值,如图3.7所示。因此,用筒测法测定给水度时,应有足够的试样高度。试验可按以下步骤进行:
图3.7 给水度μ随潜水埋深z变化示意图
1)装样
设定试样高度,根据测得的珊瑚沙土的孔隙率n和干密度ρd,确定风干珊瑚沙土的用量。将珊瑚沙土分次均匀装入测试筒内,每次装填厚度约10 cm,适当捣实,直至装填完全部试样沙土。需要注意的是,应尽可能使所用的珊瑚沙土均衡分布在设定的试样高度上,使试样的孔隙率等于或近似等于珊瑚岛上的孔隙率,测量最终的土柱高度H。
2)充水
关闭测试筒进水开关,向马利奥特瓶中注满水,调整高度,使马氏瓶出水口与试样柱顶面齐平;关闭测试筒出水开关,打开进水开关,由马氏瓶从试样柱底部充水,直至试样柱完全饱和;关闭进水开关,在试样柱顶部安装防蒸发盖,防止试验过程中水分蒸发。(www.xing528.com)
3)释水
调整溢流器高度,使溢流器水槽底面与土柱顶部齐平,然后开启出水开关,按照土柱高度H分梯次等距离逐次下降溢流器高度Δh,每次Δh为5 cm或根据需要确定,并在每一高度上停留足够时间(3~6 h),使土柱充分释水后,用量筒量取溢流器外槽中每次下降高度后的排水量ΔQ。
(3)结果计算
根据释水过程测得的溢流器下降高度Δh与对应的排水量ΔQ,可用下式计算分段给水度μ′和累计给水度μ:
式中 μ′——水位埋深z处Δh降深区段内的给水度,无量纲;
ΔQ——Δh降深区段内的排水量,cm3;
Δh——水位埋深z处的水位降深,cm;
A——测试筒的横截面积,cm2;
μ——累计水位降深给水度,无量纲;
∑ΔQ——累计排水量,cm3;
∑Δh——累计水位降深,cm。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。