渗透试验

渗透试验常水头试验法

就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。

试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后，量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V，则

V = Q*t = ν*A*t根据达西定律，v = k*i，则V = k*（△h/L）*A*t从而得出k = q*L / A*△h= = Q*L / A*△h*

常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小，渗透水量很少，用这种试验不易准确测定，须改用变水头试验。

渗透试验变水头试验法

就是试验过程中水头差一直随时间而变化，其装置如图1：

水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要高度后，开动秒表，测记起始水头差△h1，经时间 t 后，再测记终了水头差△h2，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数 k 的表达式。

设试验过程中任意时刻 t 作用于两段的水头差为△h，经过时间dt后，管中水位下降dh，则dt时间内流入试样的水量为

dVe = －a dh

式中 a 为玻璃管断面积；右端的负号表示水量随△h的减少而增加。

根据达西定律，dt时间内流出试样的渗流量为：

dVo = k*i*A*dt = k*（△h/L）*A*dt

式中，A——试样断面积；L——试样长度。

根据水流连续原理， 应有dVe = dVo，即得到

k = （a*L/A*t）㏑（△h1/△h2）

或用常用对数表示，则上式可写为

k = 2.3*（a*L/A*t）㏒（△h1/△h2）

渗透试验分为室内试验和野外测定试验两大类。

在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。野外进行的渗透试验又叫渗水试验(infiltration test)，一般采用试坑渗水试验，是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。

渗透是液体在多孔介质中运动的现象， 表达这一现象的定量指标是渗透系数。渗透系数的测定广泛应用于水利工程、 土木工程、 环境岩土工程等领域。国内主要采用常水头和变水头渗透仪测定渗透系数 。渗透试验是利用一些试验器具测定岩土的渗透系数的试验，分为室内试验和野外测定试验两大类。其中野外测定试验，又称现场渗透试验，即在现场测定渗透系数的实验。现场测定法主要有实测流速法(色素法、电解质法、食盐法)、注水法、抽水法( 降低水位法：平衡法、不平衡法) 水位恢复法、试坑试验法、单环试验法、双环试验法等。由于室内试验测定渗透系数所需的原状土，在取样、运输、制样等过程中不可避免地产生扰动，或者只能重塑土样制备使用，且制样后土体尺寸偏小，因此制成的土样不能很好地反映原状土的特性。与室内试验相比，现场的原位试验在保持原状土特性方面有着无可比拟的优点，因此所得到的试验结果更为准确。

现场渗透试验变水头渗透试验

变水头渗透试验是通过观测水头随时间的变化测求试样渗透系数的试验，一般适用于渗透性弱的粘性土。是在钻孔内进行的一种测定土体渗透系数的一种广为应用的野外试验方法。在试验过程中，试验水头逐渐下降，最后趋近于零。根据套管内的试验水头下降的速度与时间的关系，算试验土层的渗透系数。本方法主要适用于地下水位以上或以下的粉土、砂土及渗透系数较小的粘性土。

现场渗透试验常水头渗透试验

常水头渗透试验是指运用常水头渗透装置在测出渗流量，不同点的水头高度，从而计算出渗流速度和水力梯度，从而计算出渗透系数。试验中相同水力梯度下，接取渗透水两次（接取时间相同），两次接水量间的差值不可以过大。 而且试验时的水温宜高于试验室温度3～4°C。常水头渗透试验原理就是在试验装置中测出渗流量，不同点的水头高度，从而计算出渗流速度和水力梯度，代入以下式计算出渗透系数。

现场渗透试验试坑法

是在表层干土中挖一个一定深度（30-50厘米）的方形或圆形试坑，坑底要离潜水位3-5米，坑底铺2一3厘米厚的反滤粗砂，向试坑内注水，必需使试坑中的水位始终高出坑底约10厘米。为了便于观测坑内水位，在坑底要设置一个标尺。求出单位时间内从坑底渗入的水量Q，除以坑底面积F，即得出平均渗透速度v=Q/F。当坑内水柱高度不大（等于10厘米）时，可以认为水头梯度近于1，因而K(渗透系数)=V。这个方法适用于测定毛细压力影响不大的砂类土，如果用在粘性土中，所测定的渗透系数偏高。

现场渗透试验单环法

是试坑底嵌入一个高20厘米，直径35.75厘米的铁环，该铁环圈定的面积为1000平方厘米。铁环压入坑底部10厘米深，环壁与土层要紧密接触，环内铺2一3厘米的反滤粗砂。在试验开始时，用马利奥特瓶控制环内水柱，保持在10厘米高度上。试验一直进行到渗入水量Q固定不变为止，就可以按下式计算渗透速度：v=Q/F，所得的渗透速度即为该松散层、岩层的渗透系数值。

氨渗透试验是指对压力容器焊缝进行致密性试验的一种方法。当对压力容器焊缝有高致密性要求不允许存在微小渗漏通道、而通常的气密性试验或煤油渗漏试验又无法进行时，可采用这种试验方法.例如有防腐蚀层作衬里的容器，要检查衬里的焊缝是否有微小漏泄通道时常采用这种检验方法。容器内可采用纯氨或15%、20%、25%浓度的混合气。

所用压力可为0.05MPa、0.15MPa、0.185MPa。保压时间从几分钟到20分钟。若有泄漏通道，具有高渗透性的氨便会渗透出来。再通过容器外层预先设置好的检漏孔排出，只要用5%的硝酸汞或酚酞水溶液浸溃过的纸条(或其他试剂）检查是否会变色，便可知道是否有泄漏通道。 2100433B