水文地质学实验项目.doc

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1、《水文地质学》9实验一松散岩石容水度、给水度和持水度的测定实验类型：综合实验学时：2实验要求：必修一、实验目的1、认识空隙中水的存在形式，加深理解松散岩石容水度、给水度、持水度、孔隙度的概念及相互关系。2、掌握给水度仪的使用方法。二、实验内容实验测出样砂的容水度、给水度，通过计算得出持水度。三、仪器设备给水度仪、试样筒、量筒、滴定管、水槽、管夹四、所需耗材沙子自来水擦水纸五、实验原理、方法和手段将试样装入给水度仪的试样筒中，自下而上充水，达到饱和后，在重力作用下，一部分水从孔隙中流出，另一部分保留在

2、孔隙中，测得给进和退出的水量及试样的体积，以求出容水度、给水度、持水度。先测出试样筒的容积即为装入试样筒中试样的体积(V干试样)，再测出试样饱水时所用水的体积(从滴定管读数视差),称为进水量。最后在重力的作用下测出给出水的体积(V给水),则为给水量；则试样所保持的水体积(V持水)为：V持水=V饱水―V给水据此,就可求出相应的容水度、给水度、持水度。容水度%=（进水量/试样体积）ⅹ100%给水度%=（给水量/试样体积）ⅹ100%持水度%=[（进水量―给水量）/试样体积]ⅹ100%六、实验步骤1、饱和透

3、水石及底部漏斗充水将试样筒从开关C处卸下，以底部漏斗向上，倒置水槽中，并从底部管中吸气，使透水石完全饱和（不在冒气泡），并使底部漏斗完全充水，关闭b，在水中倒转试样筒，并保留半筒水放回支架上。将滴定管充水，同时打开a、b，连接管子，关闭b，倒去试样筒中的水。2、测定透水石的负压值打开a、b，缓慢降低滴定管，同时注意观察滴定管液面，当液面停止不同，接着突然上升时，液面到透水石底部的高差，即为该透水石的负压值。3、测定试样筒容积9重复步骤1，试样筒盛水与筒口平齐，然后将水倒入量筒，记下水的体积，重复测量

4、三次，求其平均值。4、装样用干布将试样筒内壁擦干（注意不要接触透水石），将试样分次少量倒入，同时拍打试样筒，以保证试样均匀密实，装样至与筒中平齐为止。5、测定进水量将滴定管充水至零刻度，然后抬高滴定管，使其液面高于试样筒口，打开a、b，用开关a控制进水速度，使试样逐渐饱水。(注意，若进水速度过快，则孔隙中的气体不易排出)。当试样表面看到液面时，立即关闭a，记下滴定管液面刻度。6、测定退水量降低滴定管，使滴定管液面与透水石底部高差比透水石的负压值小5厘米。打开b，控制其缓慢退水，当滴定管液面稳定时（2

5、分钟内退水不足1毫升），关闭a、b，记下滴定管液面刻度。7、换试样，重复步骤4~6。七、实验结果处理1、认真填写实验数据及计算结果。表1-1和表1-2。表1-1给水度仪编号透水石负压值（水柱高，厘米）试样筒容积（mL）第一次第二次选用负压值第一次测定第二次测定平均值表1-2A砂粒径B砂粒径进水量（mL）初始液面刻度终止液面刻度进水量退水量(mL)初始液面刻度终止液面刻度退水量容水度（%）给水度（%）持水度（%）八、实验注意事项1、充水结束底部漏斗不可留气泡，固定后保证透水石面水平2、装样前擦干试样筒

6、时不可接触饱和过的透水石。3、滴定管充水要缓慢，否则空隙中的气体不易排出。九、预习与思考题1、从试样中退出的水是什么形式的水，退水结束后，试样中保留的是什么形式的水？2、能否得出该样的空隙度?9实验二达西渗流实验实验类型：综合实验学时：2实验要求：必修一、实验目的1、测量样砂的渗透系数k值，掌握特定介质渗透系数的测量技术。2、通过测量透过砂土的渗流流量和水头损失的关系，来验证达西定律。二、实验内容通过测渗流筒两测点间的压差，求出流量、流速和渗透系数。三、仪器设备本实验装置图如图所示。达西渗流定律实验

7、仪装置示意图1、恒压水箱2、进水阀3、输水管4、进水管5、试验筒6、试验砂7、下过滤网8、下稳水室9、放空阀10、水质过滤器11、蓄水箱12、水泵13、排气嘴14、上稳水室15、上过滤网16、溢流管17、出水阀18、排气嘴19、U型差压计四、所需耗材样砂、自来水五、实验原理、方法和手段液体在孔隙介质中流动时，由于粘滞性作用将产生能量损失。达西（HenriDarcy）在1852—1855年间通过实验，总结出渗流能量损失与渗流速度成一次方的线性规律，后人称为达西定律。由于渗流流速很小，故流速水头可以忽略

8、不计。因此总水头H可用测管水头h来表示，水头损失hw可用测管水头差来表示，则水力坡度J可用测管水头坡度来表示：式中：l为两个测量管孔之间距离；h1与h2为两个侧压孔的测管水头。达西通过大量实验，得到圆筒断面积A和水力坡度J成正比，并和土壤的透水性能有关，所建立基本关系式如下：9式中v——渗流断面平均流速；k——土质透水性能的综合系数，称为渗透系数；——渗流量；A——圆桶断面面积；hw——水头损失；l——测孔间距。当实验中的渗流区为一圆柱形的均质砂体时，属于均匀渗流，可