粘性土渗透系数的室内测定方法初探

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1、维普资讯http://www.cqvip.com_J徽叛刑乏第10巷第l期地质科技情报Vd．J0。N0．11991年3月Geologica~ScienceandTechnologyInformation。Mat"．．1991～78粘性土渗透系数的室内测定方法初探——————一燮————～?J+／／·斗l(中国

2、皂质大学．武投)摘要本文舟绍了室内固结渗透试验获取粘性土渗透系数的方法技术，从粘性土渗透系数实寝j数据出发，讨论了粘性土的渗透规律，总结了不同岩性粘性土的渗透系数值。一、引言众所周知，渗透系数是一个重要的水文地质参数，它在进行地下水资源评价及管理模型计算中占重要地位。以往，人们只注意

3、含水层(砂性土)的渗透性能，随着学科的深入发展，逐渐认识到弱透水层以及隔水层(粘性土)的渗透性及释水性也不可忽视。而求得粘性土渗透系数是评价其渗透性及释水性的依据。在开采孔隙承压含水系统过程中，忽视粘性土释水，必然会过高地估计含水系统的供水能力或调节能力，以致制定出错误的开采方案。以往经常采用的野外抽水试验，一般只能求得含水层的渗透系数，而对于求得弱透水层的渗透系数(即骷性土渗透系数)目前还没有较好的野外现场试验方法。我们经过近几年来的探索、实践，从野外现场提取原状粘性土土样，通过室内试验，求得粘性土渗透系数，取得了初步的成效。二、试验装置试验装置是根据张人权教授等指导，曹文炳设计的固结渗

4、透仪改制而成。其中加压部分同渗压仪t供水测漉部分系参照杜延岭的设计改进而成。因为粘性土的渗透系数极小(有的达J0。cm／s)，所以试验采用较精细的测试手段，利用管径约0．8ram容量0．1ml的测液管，管内挤入一小气泡，魈察气泡在单位时问内走过的距离，以换算出试样的渗透漉量，从而求出其渗透系数。(试验装置见图l所示)。本仪器的特点是能在免受蒸发保持常水头条件下，先后对同一试样的各种不同压密状态下进行不同水力梯度试验。试验过程中，室温误差一般不大于l℃(采用空调设备控制室温)。三、自然压力的确定我们知道，原状粘性土从钻孔取出地面后由于压力减小产生回弹膨胀，从而影响其渗透系-74．维普资讯ht

5、tp://www.cqvip.com数值。为此，模拟在自然压力状态下测定牯性土渗透系数，以正确评价其渗透性及释水性。根据钻孔剖面资料(如图2)，用各戾的容重乘以土层厚度(容重可利用经验数据如糟一目l固结渗透试验装置1-4B／crn。，p一1．Sg／cm住t一2．Og／cm。，±；2．2g／cm’，)同时考虑水的浮力对土层压力的影响。可利用以下公式计算自然压力t_一暑△+暑(一1)△^：水上部分压力水下部丹压力^／．m一l／／／-／，／_／例图2土样自然压力为。／／／-／-／／，／／／{P-=(1．6X5．4)+一／；／／／／l[2．2×(8．1一s．4)-I。／／y／／⋯¨__+[2．0X

6、(12．2—8．1)]·。．：．‘：：．+[(2-0一1)X(17．3—12．2)3+[(1．4一1)×(20．5一l7．3)]，／，／／／／／／／／+I-(2．0一1)X(30．5—20．5)]万，l／'／≯一=39．16t／re'一。．．．．．．．J．●。：_。．_。_．t≈3．92kg／cm另外，在某些大量开发地下水地区，由于开采过量，致使大面积地下水位下降，引起地层压密而出现一囤2钻孔剖面囤系列水文地质问题(如地面沉降等)．这时也导致牯水位埋探12．2+土惮取惮探鹿3o．s性土层压密，使牯性土的渗透系数减小。在试验中，除了计算牯性土在自然压力条件下的渗透系数外，还模拟在(自压+2k

7、g／cm)状态条件下的渗透系数变化情况，利用这一参数，可以分析在大面积水位下降情况下产生的一些水文地质现象，以便提出防治意见．近几年，我们通过对河北衡水、柬鹿、王t、山西檎次、文水、介休以及武汉等地原状土样的测试，总结了粘性土在无压、自然压力以及加压(自压+2kg／cm状态下的渗透系数的变化情况，结果见表1。·75·维普资讯http://www.cqvip.com衰l不同岩性粘性土．不同压力状况下的渗遗系敷(单位：era／s)无压自压P(kg／cm)加压P+2(kg／em=)编号地点岩性取样1罘度(m)压笔量压缩量值x值值(nlnl】l衡水扮质中亚帖土l752．57×l0—0．522．09

8、×l0—40．91l_79×l0—42街水扮质中亚帖土●5．51．75×l0一1．591．33×l0—41．73l_l6×l0—43{畸水桔土561．13×l0—4．03×l0一’1．622．90×l0—I衡水柑质轻帖土57．51．08×l0一3．79323×l0一，3．932．85×l0一’5衡水扮质重亚帖土61．22．15×l0—1．204．9I×l0一’139I．78×l0—6衡水扮质中亚帖土65．21．08×l0