什么是渗透系数 渗透系数的测定 ***
渗透系数渗透系数 渗透系数正文表示岩土透水性能的数量指标.亦称水力传导度.可由达西定律求得：q＝KI式中q为单位渗流量,也称渗透速度（米/日）;K为渗透系数（米/日）；I为水力坡度,无量纲.可见,当I＝1时,q＝K,表明渗透系数在数值上等于水力坡度为1时,通过单位面积的渗流量.岩土的渗透系数愈大,透水性越强,反之越弱.渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响.在均质含水层中,不同地点具有相同的渗透系数;在非均质含水层中,渗透系数与水流方向无关,而在各向异性含水层中,同一地点当水流方向不同时,具有不同的渗透系数值.一般说来,对于同一性质的地下水饱和带中一定地点的渗透系数是常数；而非饱和带的渗透系数随岩土含水量而变,含水量减少时渗透系数急剧减少.渗透系数是含水层的一个重要参数,当计算水井出水量、水库渗漏量时都要用到渗透系数数值.渗透系数的测定 *** 很多,可以归纳为野外测定和室内测定两类.室内测定法主要是对从现场取来的试样进行渗透试验.野外测定法是依据稳定流和非稳定流理论,通过抽水试验(在水井中抽水,并观测抽水量和井水位)等 *** ,求得渗透系数.与渗透系数密切相关的另一参数为导水系数(coef-ficientoftran *** issivity),它是渗透系数与含水层厚度的乘积,多用在地下水流的计算公式中.对某一垂直于地下水流向的断面来说,导水系数相当于水力坡度等于1时流经单位宽度含水层的地下水流量.导水系数大,表明在同样条件下,通过含水层断面的水量大,反之则小.导水系数只有当地下水二维流动时才有意义,对于三维流动是没有意义的.渗透系数配图渗透系数
什么是渗透系数渗透系数的测定 ***
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。那么你对渗透系数了解多少呢?以下是由我整理关于什么是渗透系数的内容，希望大家喜欢!
渗透系数的介绍
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数0.001米/昼夜。据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
渗透系数的计算 ***
影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，通常可通过试验 *** ，包括实验室测定法和现场测定法或 经验 估算法来确定k值。
渗透系数的测定 ***
渗透系数的测定 *** 主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验 *** 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。
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。 如图：
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。
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：
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)lg(△h1/△h2)
2. 野外现场测定法
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 *** 。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。
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 *** 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。
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。
双环法
是试坑底嵌入两个铁环，增加一个内环，形成同心环，外环直径可取0.5米, 内环直径可取0.25米。试验时往铁环内注水，用马利奥特瓶控制外环和内环的水柱都保持在同一高度上，(例如10厘米)。根据内环取的的资料按上述 *** 确定松散层、岩层的渗透系数值。由于内环中的水只产生垂直方向的渗入，排除了侧向渗流带的误差，因此，比试坑法和单环法精确度高。内外环之间渗入的水，主要是侧向散流及毛细管吸收，内环则是松散层和岩层在垂直方向的实际渗透。
当渗水试验进行到渗入水量趋于稳定时，可按下式精确计算渗透系数(考虑了毛细压力的附加影响)：K(渗透系数)= QL/ F(H+Z+L)。
式中：
Q-----稳定的渗入水量(立方厘米/分);
F------试坑内环的渗水面积(平方厘米);
Z-----试坑内环中的水厚度(厘米);
H-----毛细管压力(一般等于岩土毛细上升高度的一半)(厘米);
实验二 达西渗透实验
1.实验目的
1)通过稳定流条件下的渗透实验，进一步加深理解线性渗透定律———达西定律。
2)加深理解渗透流速(v)、水力坡度(I)、渗透系数(K)之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数(K)的 *** 。
2.实验内容
1)了解达西渗透实验装置(图B-2、图B-3)。
2)验证达西渗透定律。
3)测定不同试样的渗透系数。
3.实验原理
在岩石空隙中，由于水头差的作用，水将沿着岩石的空隙运动。由于空隙的大小不同，水在其中运动的规律也不相同。实践证明，在自然界绝大多数情况下，地下水在岩石空隙中的运动服从线性渗透定律:
图B-2 达西仪装置图(底部进水)
水文地质学概论
式中:Q为渗透流量，m3/d或cm3/s;K为渗透系数，m/d或cm/s;ω为过水断面面积，m2或cm2;Δh为上、下游过水断面的水头差，m或cm;L为渗透途径的长度，m或cm;I为水力坡度(或称水力梯度)， ;v为渗透流速，m/d或cm/s。
利用该实验可验证达西线性渗透定律:Q=KωI或v=KI。其主要内容为:流量(Q)(或v)与水力坡度(I)的一次方成正比。在实验时多次调整水力坡度(改变水头)，看其流量(Q)(或v)的变化是否与水力坡度一次方成正比关系。
实验时，可直接测定流量(Q)、过水断面面积(ω)和水力坡度(I)，从而可求出渗透系数(K)值
室内测定渗透系数，主要采用达西仪。其实验 *** 有两种:①达西仪由底部供水，出水口在上部(图B-2)。实验过程中，低水头固定，调节高水头;②达西仪是由顶部供水，水流经砂柱，由下端流出(图B-3)。实验过程中，高水头固定，调节低水头，即调节排水口的高低位置。由底部供水的优点是容易排出试样中的气泡，缺点是试样易被冲动。由顶部供水的优缺点与前一种正好相反。本实训以顶部供水的达西仪为例进行介绍。
4.实验仪器及用品
1)达西仪(图B-3)。
2)量筒(500mL)1个。
3)秒表。
图B-3 达西仪装置图(顶部进水)(编号说明见图B-2)
4)捣棒。
5)试样:①砾石(粒径5～10mm);②砂(粒径0.6～0.9mm);③砂砾混合(①与②混合)样。
5.实验步骤
(1)实验前的准备工作
1)测量:分别测量金属圆筒的内径(d)，根据 计算出过水断面面积(ω)和各测压管的间距或渗透途径(L)，将所得ω、L数据填入表B-2中。
2)装样:先在金属圆筒底部金属网上装2～3cm厚的小砂石(防止细粒试样被水冲走)，再将欲实验的试样分层装入金属圆筒中，每层3～6cm厚，捣实，使其尽量接近天然状态的结构，然后自上而下进行注水(排水管2和水源5连接)，使砂逐渐饱和，但水不能超出试样层面，待饱和后，停止注水。如此继续分层装入试样并饱和，直至试样高出上测压管孔3～4cm为止，在试样上再装厚3～4cm小砾石作缓冲层，防止冲动试样。
3)调试仪器:在每次试验前，先给试样注水，使试样全部饱水(此时溢水管7有水流出)待渗流稳定后，停止注水。然后检查3个测压管中水面与金属圆筒溢水面是否保持水平，如水平，说明管内无气泡，可做实验。如不水平，说明管内有气泡，需排出。排气泡的 *** 是用吸耳球对准水头偏高的测压管缓慢吸水，使管内气泡和水流一起排出。用该 *** 使3个测压管中水面水平，此时仪器方可进行实验。
以上工作也可由实验室教师在实验课前完成。
(2)正式进行实验
1)测定水头:把水源5与排水管2分开，将排水管2放在一定高度上，打开水源5使金属圆管内产生水头差，水在试验中从上往下渗透，并经排水口流出，此时溢水管7要有水溢出(保持常水头)。当3个测压管水头稳定后，测得各测压管的水头，并计算出相邻两测压管水头差，填入表B-2中。
2)测定流量:在进行上述步骤的同时，利用秒表和量筒测量时间(t)内排水管流出的水体积，及时计算流量(Q)。连续两次，使流量的相对误差小于5%(相对误差(δ)= ，Q1、Q2分别为两次实验流量值，取平均值填入表B-2中。
表B-2 达西渗流实验报告表
3)按由高到低或由低到高的顺序，依次调节排水管口的高度位置，改变Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个测压管的水头管读数。重复步骤1和2，做2～4次，即完成3～5次实验，取得3～5组实验数据。
实验过程中注意:①实验过程中要及时排除气泡，并保持常水头;②为准确绘制v-I曲线，要求测点分布均匀，即流量(水头差)的变化要控制适度。
(3)资料整理
依据以上实验数据，按达西公式计算出渗透系数值，并求出其平均值，填入表B-2中。
6.实验成果
1)提交实验报告(表B-2)。
2)抄录其他小组另外两种不同试样的实验数据(有时间时，可自己动手做)。在同一坐标系内，以v(渗透流速)为纵坐标，I(水力坡度)为横坐标，绘出3种试样的v-I曲线，验证达西定律。
复习思考题
1.当试样中水未流动时，3个测压管的水头与溢水口水面保持在同一高度，为什么?
2.为什么要在测压管水头稳定后再测定流量?
3.三种试样的v-I曲线是否符合达西定律?试分析其原因。
4.比较不同试样的渗透系数(K)值，分析影响K值的因素?
5.在实验过程中为什么要保持常水头?
6.将达西仪平放或斜放进行实验时，其实验结果是否相同?为什么?
实验室测定土的渗透系数 *** ,从原理来讲可分为 和 两种
从试验原理上大体可分为”常水头法“和”变水头法“两种!另请参考：渗透系数的测定 *** 主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类.1.实验室测定法目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验 *** 很...
渗透系数的测定 *** 有哪些？
GB/T
1038-2000
塑料薄膜和薄片气体透过性试验 ***
压差法
ASTM
D1434
测定塑料薄膜和薄片透气性能的测试 ***
ISO
2556
塑料.在大气压力下薄膜和薄板的气体透过率的测定.测压法
ISO
15105-1
塑料.薄膜和薄板.气体传输率的测定.第1部分压差法
JIS
K7126
塑料薄膜及薄板的透气性试验 ***
YBB00082003气体透过量测定法
CNAS包装安全检测实验室兰光检测多种气体多种材质的渗透系数
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