专利名称：一种测试渗透系数及抗渗比降的方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程测试领域，特别涉及一种能测定岩土体渗透系数及抗渗比降的测试方法。
背景技术：
岩土体在渗流作用下，发生渗透变形，可能导致工程失事，因此研究土体的渗透性及其抗渗破坏性能有着重要的意义，在垃圾填埋场防渗、深基坑帷幕防渗及江河堤防防渗等工程中，大多采用水泥土搅拌桩连续防渗墙或塑性混凝土连续墙作为防渗体，渗透系数及抗渗比降(坡降)是防渗墙设计和质量控制检测的关键性指标。由于水泥土等岩土体的渗透系数很小、抗渗比降(坡降)很高，要测定其渗透系数及抗渗比降(坡降)，需要较高的渗透水压力，而且测试方法应能允许试样在渗流作用下发生渗透变形破坏。这就要求在高水压力作用下试样周围不能漏水，试样顶部的固定物既能固定试样又不影响渗流面积，还能允许试样在渗流作用下发生渗透变形。所以，试样周围的密封及试样顶部的固定方法是测定渗透系数和抗渗比降的关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够测定水泥土等岩土体的渗透系数和抗渗比降(坡降)的方法，采用这种方法既能有效测定水泥土等岩土体渗透系数又能有效测定其抗渗比降(坡降)。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种测试渗透系数及抗渗比降的方法，包含以下步骤A、使用由透水石制成的固定装置将岩土体固定在一可施加渗透水压力的底座上；B、在试样底部加渗透水压PS，PS＝0～400kPa；C、施加渗透水压力后，渗透水经过试样，由固定装置上方的排水口流出，排水口接量水设备；D、测量渗透水压力、时间及渗流量，计算渗透系数和抗渗比降。
该方法还可包含以下步骤E、将薄膜套在试样上，使薄膜紧贴试样；F、在薄膜外加周围水压PW，PW至少比渗透水压力Ps大1～50kPa。
其中固定装置为位于试样底部的圆形透水石，位于试样顶部的圆环形透水石，圆环形透水石上部还设有圆环形试样帽。透水石的渗透系数大于试样的渗透系数。因此，步骤A包含以下步骤a、将岩土体制成圆柱体试样；b、试样底部放在圆形的透水石上；c、试样顶部放置一圆环形透水石；d、将试样连同底部的透水石放置在可施加水压力的圆环形底座上；e、在试样顶部的圆环形透水石上部装置一防止试样向上位移的圆环形试样帽。步骤E包含以下步骤f、将一圆筒形薄膜套在试样及其上下的透水石、试样帽和底座上，使薄膜紧贴试样；g、在试样底座和试样帽处用橡皮筋将薄膜扎紧。其中步骤f还可包含在试样周围涂抹少量粘稠性不透水物质的步骤。其中薄膜为乳胶膜。
本发明采用的方法既保证了试样的渗流面积不受影响，又允许试样产生渗透变形，而且在周围水压力的作用下，试样与乳胶膜之间的密封良好，所以本发明测定的岩土体渗透系数及抗渗比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
图1为本发明一实施例的示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
根据本发明的一个实施例，一种测试渗透系数及抗渗比降的方法，包含以下步骤A、使用由透水石制成的固定装置将岩土体试样4固定在一可施加渗透水压力的底座7上；B、在试样底部加渗透水压PS，PS＝0～400kPa；C、施加渗透水压力后，渗透水经过试样，由固定装置上方的排水口8流出，排水口8接量水设备；D、测量渗透水压力、时间及渗流量，计算渗透系数和抗渗比降。
该方法还可包含以下步骤E、将薄膜3套在试样4上，使薄膜紧贴试样；F、在薄膜外加周围水压PW，周围水压PW至少比渗透水压力PS大1～50kPa。在本实施例中，薄膜为乳胶膜。
其中固定装置为位于试样4底部的圆形透水石5，位于试样4顶部的圆环形透水石1，位于圆环形透水石1上部的圆环形试样帽9。应当注意，圆环形透水石1及圆形透水石5的渗透系数比试样的渗透系数大，一般说来，透水石的渗透系数大于1cm/s，而试样的渗透系数小于0.1cm/s，且圆环形透水石1的内径应大于10mm。因此，步骤A包含以下步骤a、将岩土体制成圆柱体试样4；b、试样底部放在圆形的透水石5上；c、试样顶部放置一圆环形透水石1；d、将试样4连同底部的透水石5放置在可施加水压力的圆环形底座7上；e、在试样顶部的圆环形透水石1上部装置一防止试样向上位移的圆环形试样帽9。步骤E包含以下步骤f、将一圆筒形乳胶膜3套在试样及其上下的透水石1和5、试样帽9和底座7上，使乳胶膜3紧贴试样4；g、在试样底座7和试样帽9处用橡皮筋10将乳胶膜3扎紧。其中步骤f还可包含在试样周围涂抹少量粘稠性不透水物质的步骤。
其中试样4直径、圆形透水石5直径、圆环形底座7的外径、圆环形透水石1的外径和试样帽9的外径相同。粘稠性不透水物质可以是凡士林。
在使用时，渗透水压力独立施加在试样底部，周围水压力施加在乳胶膜上，周围水压力始终比渗透水压力大至少1～50kPa，这样水就不会从试样和乳胶膜之间流过，如在试样周围涂抹少量凡士林或其它粘稠性不透水物质，则试样与乳胶膜之间的密封性更好。在试样底部施加渗透水压力，渗透水经过试样，从固定装置上方的排水口流出，出水口接量水装置，通过测量渗透水压力，时间及渗流量，就可计算出渗透系数和抗渗比降(坡降)。
在本发明中采用圆环形透水石固定试样，由于透水石的渗透系数远大于试样的渗透系数，所以，不会影响渗透系数的测定，尤其是试样顶部的圆环形透水石，既固定了试样又不影响试样的渗流面积，且允许试样产生渗透变形，从而可测定试样的抗渗比降(坡降)。采用试样外套乳胶膜并施加周围水压力密封止水，必要(试样表面不光滑)时在试样表面涂抹凡士林或其它粘稠性不透水物质，由于周围水压力始终大于渗透水压力，能有效防止水从试样和乳胶膜之间渗过。
综上所述，本发明采用独特的方法既保证了试样的渗流面积不受影响，又允许试样产生渗透变形，而且在周围水压力的作用下，试样与乳胶膜之间的密封良好，所以本发明测定的岩土体渗透系数及抗渗比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
由于在本实施例中采用的是圆柱形的试样，因此固定试样的底座，试样帽、试样顶部和底部的透水石的截面形状都是圆形或圆环形的。但是，本领域的普通技术人员应当了解，固定试样的底座，试样帽、试样顶部和底部的透水石的截面形状只要与试样的截面形状一样或者配套就可以了，不仅可以是圆形的，也可以是椭圆形，正方形，三角形等其它形状的。其中乳胶膜可以用其它柔软、延伸性好且不透水的薄膜来替代。
权利要求
1.一种测试渗透系数及抗渗比降的方法，包含以下步骤A、使用由透水石制成的固定装置将岩土体固定在一可施加渗透水压力的底座上；B、在试样底部加渗透水压PS，PS＝0～400kPa；C、施加渗透水压力后，渗透水经过试样，由固定装置上方的排水口流出，排水口接量水设备；D、测量渗透水压力、时间及渗流量，计算渗透系数和抗渗比降。
2.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于该方法还可包含以下步骤E、将薄膜套在试样上，使薄膜紧贴试样；F、在薄膜外加周围水压PW，周围水压PW至少比渗透水压力PS大1～50kPa。
3.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于透水石的渗透系数大于试样的渗透系数。
4.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于固定装置为位于试样底部的圆形透水石，位于试样顶部的圆环形透水石，圆环形透水石上部还设有圆环形试样帽。
5.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于步骤A包含以下步骤a、将岩土体制成圆柱体试样；b、试样底部放在圆形的透水石上；c、试样顶部放置一圆环形透水石；d、将试样连同底部的透水石放置在可施加水压力的圆环形底座上；e、在试样顶部的圆环形透水石上部装置一防止试样向上位移的圆环形试样帽。
6.如权利要求2所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于步骤E包含以下步骤f、将一圆筒形薄膜套在试样及其上下的透水石、试样帽和底座上，使薄膜紧贴试样；g、在试样底座和试样帽处用橡皮筋将薄膜扎紧。
7.如权利要求6所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于步骤f还可包含在试样周围涂抹少量粘稠性不透水物质的步骤。
8.如权利要求5所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于试样的直径、圆形透水石的直径、圆环形底座的外径、圆环形透水石的外径和试样帽的外径相同，圆环形透水石的内径大于10mm。
9.如权利要求7所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于粘稠性不透水物质为凡士林。
10.如权利要求2或6所述的测试渗透系数及抗渗比降的方法，其特征在于薄膜为乳胶膜。
全文摘要
本发明公开了一种测试渗透系数及抗渗比降的方法，包含以下步骤A.使用由透水石制成的固定装置将岩土体固定在一可施加渗透水压力的底座上；B.在试样底部加渗透水压P
文档编号G01N33/24GK1737530SQ200510028380
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月1日 优先权日2005年8月1日
发明者田堪良, 高大铭, 乐茂强 申请人:上海市政工程设计研究院, 上海市政工程勘察设计有限公司