試坑法單環法和雙環法滲水試驗操作步驟

試坑法單環法和雙環法滲水試驗操作步驟

滲水試驗是在野外條件下，測定松散巖石包氣帶垂直滲透系數的方法。應用該方法時，潛水埋深大于5米。

1. 試驗工具及規格

鐵鍬2把、小鏟子2個、刻度尺1把（50㎝）、馬里奧特瓶1個、鐵環1個（高為20cm、直徑為35.75cm（面積1000cm2）、秒表1個。

1. 試驗步驟及注意事項
   1. 在的地點挖一個圓坑，坑底平整，坑的深度大于20cm，直徑大于鐵環直徑。
   2. 把鐵環放入坑內，等鐵環需放置水平狀態之后鐵環外壁拄土搗實，以防環內水外漏。
   3. 將刻度尺緊貼鐵環內壁放至坑底，將其固定于環壁。
   4. 將馬里奧特瓶水加入鐵環內水深為10cm，停止加水，開始計時。
2. 試驗方法
   1. 常用方法有試坑法、單環法和雙環法。
   2. 試坑法在表層干土中挖一試坑，坑底要高出潛水面3-5m，向試坑內注水，水位高出坑底約10m，求出單位時間從坑底滲入地下的水量Q，計算平均滲透速度V=Q/F，F為坑底面積。V=KI，滲透時間很長時，I≈1，則垂直滲透系數K ≈V。

1. 單環法：是在試坑內嵌入一個高為20cm、直徑為35.75cm（面積1000cm2）的鐵環，用馬里奧特瓶控制鐵環內水深為10cm。持續加水，使滲入地下的水量Ｑ恒定不變時為止，同試坑法，此時垂直滲透系數K=V=Q/F。

如果系統地記錄加入的水量隨時間的變化曲線，求各時間段的平均滲透速度，繪制下圖，在漸近線時的滲透速度即為垂直滲透系數。

1. 雙環法：為了消除單環試驗時側向下滲可能產生的誤差，在試坑內嵌入兩個鐵環，外環直接可取50cm，內環直徑取25cm。用馬里奧特瓶控制內外內水深均保持在10cm左右，用內環試驗資料計算滲透系數。由于內環中的水只產生垂向滲透，排除了側向滲透帶的誤差，因此比試坑法和單環法精度要高。（理論上是這樣的，但在實際操作過程中，由于兩環之間可能存在水力聯系而得到錯誤的結論。

（2）根據滲水試驗資料計算巖層滲透系數

當滲水試驗進行到滲入水力趨于穩定時，可按下時計算滲透系數：

K=Ql/[F(H’K+Z+l)]

Q—穩定的滲入水量；F—試坑（內環）滲水面積；Z—試坑（內環）中水層厚度；H’K—毛細壓力（一般等于巖石毛細上升高度之半）；l—試驗結束時水的滲入深度（挖開測定）。

當滲水試驗進行相當長時間滲入量仍未達到穩定時，可用以下變流量公式計算：

式中：V₁、V₂—經過t₁和t₂時間的總滲入水量（即總給水量）；F—試坑（內環）滲水面積；a₁—代用系數（可用簡單試算法求出）

（3）滲水試驗的成果包括：

1. 試坑平面位置圖；
2. 水文地質剖面圖與試驗安裝示意圖
3. 滲透速度歷時曲線；
4. 滲透系數的計算；
5. 原始記錄表格。