專利名稱：一種測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及巖土工程測試領域，特別涉及一種能測定巖土體滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的測試方法。
背景技術：
巖土體在滲流作用下，發(fā)生滲透變形，可能導致工程失事，因此研究土體的滲透性及其抗?jié)B破壞性能有著重要的意義，在垃圾填埋場防滲、深基坑帷幕防滲及江河堤防防滲等工程中，大多采用水泥土攪拌樁連續(xù)防滲墻或塑性混凝土連續(xù)墻作為防滲體，滲透系數(shù)及抗?jié)B比降(坡降)是防滲墻設計和質(zhì)量控制檢測的關鍵性指標。由于水泥土等巖土體的滲透系數(shù)很小、抗?jié)B比降(坡降)很高，要測定其滲透系數(shù)及抗?jié)B比降(坡降)，需要較高的滲透水壓力，而且測試方法應能允許試樣在滲流作用下發(fā)生滲透變形破壞。這就要求在高水壓力作用下試樣周圍不能漏水，試樣頂部的固定物既能固定試樣又不影響滲流面積，還能允許試樣在滲流作用下發(fā)生滲透變形。所以，試樣周圍的密封及試樣頂部的固定方法是測定滲透系數(shù)和抗?jié)B比降的關鍵技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠測定水泥土等巖土體的滲透系數(shù)和抗?jié)B比降(坡降)的方法，采用這種方法既能有效測定水泥土等巖土體滲透系數(shù)又能有效測定其抗?jié)B比降(坡降)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，包含以下步驟A、使用由透水石制成的固定裝置將巖土體固定在一可施加滲透水壓力的底座上；B、在試樣底部加滲透水壓PS，PS＝0～400kPa；C、施加滲透水壓力后，滲透水經(jīng)過試樣，由固定裝置上方的排水口流出，排水口接量水設備；D、測量滲透水壓力、時間及滲流量，計算滲透系數(shù)和抗?jié)B比降。
該方法還可包含以下步驟E、將薄膜套在試樣上，使薄膜緊貼試樣；F、在薄膜外加周圍水壓PW，PW至少比滲透水壓力Ps大1～50kPa。
其中固定裝置為位于試樣底部的圓形透水石，位于試樣頂部的圓環(huán)形透水石，圓環(huán)形透水石上部還設有圓環(huán)形試樣帽。透水石的滲透系數(shù)大于試樣的滲透系數(shù)。因此，步驟A包含以下步驟a、將巖土體制成圓柱體試樣；b、試樣底部放在圓形的透水石上；c、試樣頂部放置一圓環(huán)形透水石；d、將試樣連同底部的透水石放置在可施加水壓力的圓環(huán)形底座上；e、在試樣頂部的圓環(huán)形透水石上部裝置一防止試樣向上位移的圓環(huán)形試樣帽。步驟E包含以下步驟f、將一圓筒形薄膜套在試樣及其上下的透水石、試樣帽和底座上，使薄膜緊貼試樣；g、在試樣底座和試樣帽處用橡皮筋將薄膜扎緊。其中步驟f還可包含在試樣周圍涂抹少量粘稠性不透水物質(zhì)的步驟。其中薄膜為乳膠膜。
本發(fā)明采用的方法既保證了試樣的滲流面積不受影響，又允許試樣產(chǎn)生滲透變形，而且在周圍水壓力的作用下，試樣與乳膠膜之間的密封良好，所以本發(fā)明測定的巖土體滲透系數(shù)及抗?jié)B比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。


圖1為本發(fā)明一實施例的示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步的描述。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，包含以下步驟A、使用由透水石制成的固定裝置將巖土體試樣4固定在一可施加滲透水壓力的底座7上；B、在試樣底部加滲透水壓PS，PS＝0～400kPa；C、施加滲透水壓力后，滲透水經(jīng)過試樣，由固定裝置上方的排水口8流出，排水口8接量水設備；D、測量滲透水壓力、時間及滲流量，計算滲透系數(shù)和抗?jié)B比降。
該方法還可包含以下步驟E、將薄膜3套在試樣4上，使薄膜緊貼試樣；F、在薄膜外加周圍水壓PW，周圍水壓PW至少比滲透水壓力PS大1～50kPa。在本實施例中，薄膜為乳膠膜。
其中固定裝置為位于試樣4底部的圓形透水石5，位于試樣4頂部的圓環(huán)形透水石1，位于圓環(huán)形透水石1上部的圓環(huán)形試樣帽9。應當注意，圓環(huán)形透水石1及圓形透水石5的滲透系數(shù)比試樣的滲透系數(shù)大，一般說來，透水石的滲透系數(shù)大于1cm/s，而試樣的滲透系數(shù)小于0.1cm/s，且圓環(huán)形透水石1的內(nèi)徑應大于10mm。因此，步驟A包含以下步驟a、將巖土體制成圓柱體試樣4；b、試樣底部放在圓形的透水石5上；c、試樣頂部放置一圓環(huán)形透水石1；d、將試樣4連同底部的透水石5放置在可施加水壓力的圓環(huán)形底座7上；e、在試樣頂部的圓環(huán)形透水石1上部裝置一防止試樣向上位移的圓環(huán)形試樣帽9。步驟E包含以下步驟f、將一圓筒形乳膠膜3套在試樣及其上下的透水石1和5、試樣帽9和底座7上，使乳膠膜3緊貼試樣4；g、在試樣底座7和試樣帽9處用橡皮筋10將乳膠膜3扎緊。其中步驟f還可包含在試樣周圍涂抹少量粘稠性不透水物質(zhì)的步驟。
其中試樣4直徑、圓形透水石5直徑、圓環(huán)形底座7的外徑、圓環(huán)形透水石1的外徑和試樣帽9的外徑相同。粘稠性不透水物質(zhì)可以是凡士林。
在使用時，滲透水壓力獨立施加在試樣底部，周圍水壓力施加在乳膠膜上，周圍水壓力始終比滲透水壓力大至少1～50kPa，這樣水就不會從試樣和乳膠膜之間流過，如在試樣周圍涂抹少量凡士林或其它粘稠性不透水物質(zhì)，則試樣與乳膠膜之間的密封性更好。在試樣底部施加滲透水壓力，滲透水經(jīng)過試樣，從固定裝置上方的排水口流出，出水口接量水裝置，通過測量滲透水壓力，時間及滲流量，就可計算出滲透系數(shù)和抗?jié)B比降(坡降)。
在本發(fā)明中采用圓環(huán)形透水石固定試樣，由于透水石的滲透系數(shù)遠大于試樣的滲透系數(shù)，所以，不會影響滲透系數(shù)的測定，尤其是試樣頂部的圓環(huán)形透水石，既固定了試樣又不影響試樣的滲流面積，且允許試樣產(chǎn)生滲透變形，從而可測定試樣的抗?jié)B比降(坡降)。采用試樣外套乳膠膜并施加周圍水壓力密封止水，必要(試樣表面不光滑)時在試樣表面涂抹凡士林或其它粘稠性不透水物質(zhì)，由于周圍水壓力始終大于滲透水壓力，能有效防止水從試樣和乳膠膜之間滲過。
綜上所述，本發(fā)明采用獨特的方法既保證了試樣的滲流面積不受影響，又允許試樣產(chǎn)生滲透變形，而且在周圍水壓力的作用下，試樣與乳膠膜之間的密封良好，所以本發(fā)明測定的巖土體滲透系數(shù)及抗?jié)B比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
由于在本實施例中采用的是圓柱形的試樣，因此固定試樣的底座，試樣帽、試樣頂部和底部的透水石的截面形狀都是圓形或圓環(huán)形的。但是，本領域的普通技術人員應當了解，固定試樣的底座，試樣帽、試樣頂部和底部的透水石的截面形狀只要與試樣的截面形狀一樣或者配套就可以了，不僅可以是圓形的，也可以是橢圓形，正方形，三角形等其它形狀的。其中乳膠膜可以用其它柔軟、延伸性好且不透水的薄膜來替代。
權(quán)利要求
1.一種測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，包含以下步驟A、使用由透水石制成的固定裝置將巖土體固定在一可施加滲透水壓力的底座上；B、在試樣底部加滲透水壓PS，PS＝0～400kPa；C、施加滲透水壓力后，滲透水經(jīng)過試樣，由固定裝置上方的排水口流出，排水口接量水設備；D、測量滲透水壓力、時間及滲流量，計算滲透系數(shù)和抗?jié)B比降。
2.如權(quán)利要求1所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于該方法還可包含以下步驟E、將薄膜套在試樣上，使薄膜緊貼試樣；F、在薄膜外加周圍水壓PW，周圍水壓PW至少比滲透水壓力PS大1～50kPa。
3.如權(quán)利要求1所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于透水石的滲透系數(shù)大于試樣的滲透系數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于固定裝置為位于試樣底部的圓形透水石，位于試樣頂部的圓環(huán)形透水石，圓環(huán)形透水石上部還設有圓環(huán)形試樣帽。
5.如權(quán)利要求1所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于步驟A包含以下步驟a、將巖土體制成圓柱體試樣；b、試樣底部放在圓形的透水石上；c、試樣頂部放置一圓環(huán)形透水石；d、將試樣連同底部的透水石放置在可施加水壓力的圓環(huán)形底座上；e、在試樣頂部的圓環(huán)形透水石上部裝置一防止試樣向上位移的圓環(huán)形試樣帽。
6.如權(quán)利要求2所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于步驟E包含以下步驟f、將一圓筒形薄膜套在試樣及其上下的透水石、試樣帽和底座上，使薄膜緊貼試樣；g、在試樣底座和試樣帽處用橡皮筋將薄膜扎緊。
7.如權(quán)利要求6所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于步驟f還可包含在試樣周圍涂抹少量粘稠性不透水物質(zhì)的步驟。
8.如權(quán)利要求5所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于試樣的直徑、圓形透水石的直徑、圓環(huán)形底座的外徑、圓環(huán)形透水石的外徑和試樣帽的外徑相同，圓環(huán)形透水石的內(nèi)徑大于10mm。
9.如權(quán)利要求7所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于粘稠性不透水物質(zhì)為凡士林。
10.如權(quán)利要求2或6所述的測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，其特征在于薄膜為乳膠膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試滲透系數(shù)及抗?jié)B比降的方法，包含以下步驟A.使用由透水石制成的固定裝置將巖土體固定在一可施加滲透水壓力的底座上；B.在試樣底部加滲透水壓P
文檔編號G01N33/24GK1737530SQ200510028380
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者田堪良, 高大銘, 樂茂強 申請人:上海市政工程設計研究院, 上海市政工程勘察設計有限公司