试坑法单环法和双环法渗水试验操作步骤

试坑法单环法和双环法渗水试验操作步骤

渗水试验是在野外条件下，测定松散岩石包气带垂直渗透系数的方法。应用该方法时，潜水埋深大于5米。

1. 试验工具及规格

铁锹2把、小铲子2个、刻度尺1把（50㎝）、马里奥特瓶1个、铁环1个（高为20cm、直径为35.75cm（面积1000cm2）、秒表1个。

1. 试验步骤及注意事项
   1. 在的地点挖一个圆坑，坑底平整，坑的深度大于20cm，直径大于铁环直径。
   2. 把铁环放入坑内，等铁环需放置水平状态之后铁环外壁拄土捣实，以防环内水外漏。
   3. 将刻度尺紧贴铁环内壁放至坑底，将其固定于环壁。
   4. 将马里奥特瓶水加入铁环内水深为10cm，停止加水，开始计时。
2. 试验方法
   1. 常用方法有试坑法、单环法和双环法。
   2. 试坑法在表层干土中挖一试坑，坑底要高出潜水面3-5m，向试坑内注水，水位高出坑底约10m，求出单位时间从坑底渗入地下的水量Q，计算平均渗透速度V=Q/F，F为坑底面积。V=KI，渗透时间很长时，I≈1，则垂直渗透系数K ≈V。

1. 单环法：是在试坑内嵌入一个高为20cm、直径为35.75cm（面积1000cm2）的铁环，用马里奥特瓶控制铁环内水深为10cm。持续加水，使渗入地下的水量Ｑ恒定不变时为止，同试坑法，此时垂直渗透系数K=V=Q/F。

如果系统地记录加入的水量随时间的变化曲线，求各时间段的平均渗透速度，绘制下图，在渐近线时的渗透速度即为垂直渗透系数。

1. 双环法：为了消除单环试验时侧向下渗可能产生的误差，在试坑内嵌入两个铁环，外环直接可取50cm，内环直径取25cm。用马里奥特瓶控制内外内水深均保持在10cm左右，用内环试验资料计算渗透系数。由于内环中的水只产生垂向渗透，排除了侧向渗透带的误差，因此比试坑法和单环法精度要高。（理论上是这样的，但在实际操作过程中，由于两环之间可能存在水力联系而得到错误的结论。

（2）根据渗水试验资料计算岩层渗透系数

当渗水试验进行到渗入水力趋于稳定时，可按下时计算渗透系数：

K=Ql/[F(H’K+Z+l)]

Q—稳定的渗入水量；F—试坑（内环）渗水面积；Z—试坑（内环）中水层厚度；H’K—毛细压力（一般等于岩石毛细上升高度之半）；l—试验结束时水的渗入深度（挖开测定）。

当渗水试验进行相当长时间渗入量仍未达到稳定时，可用以下变流量公式计算：

式中：V₁、V₂—经过t₁和t₂时间的总渗入水量（即总给水量）；F—试坑（内环）渗水面积；a₁—代用系数（可用简单试算法求出）

（3）渗水试验的成果包括：

1. 试坑平面位置图；
2. 水文地质剖面图与试验安装示意图
3. 渗透速度历时曲线；
4. 渗透系数的计算；
5. 原始记录表格。