透水系數(shù)試驗(yàn)儀是測定砂土、粉土、巖石及人工材料滲透性能的核心設(shè)備。其測量結(jié)果直接影響地基排水設(shè)計(jì)、堤壩穩(wěn)定性評估與防滲工程方案。然而,操作不當(dāng)易引入誤差,導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。掌握
透水系數(shù)試驗(yàn)儀的正確使用方法,是確保試驗(yàn)科學(xué)、結(jié)果可靠的必由之路。

第一步:儀器檢查與安裝調(diào)平
使用前檢查各部件是否完好:確認(rèn)試樣筒無裂紋,密封圈彈性良好,透水石清潔無堵塞。將儀器置于穩(wěn)固、無振動的實(shí)驗(yàn)臺上,利用水平儀調(diào)整底座支腳,確保整機(jī)水平,防止?jié)B流偏斜。
第二步:試樣制備與裝填
原狀土樣:小心切取,保持結(jié)構(gòu)完整,避免擾動。
重塑土樣:按標(biāo)準(zhǔn)密度與含水率分層擊實(shí),每層擊實(shí)后刨毛,確保層間結(jié)合緊密。
裝樣時,先在筒底放置下層透水石與濾網(wǎng),再裝入土樣,最后覆蓋上層透水石與濾網(wǎng)。確保土樣與筒壁接觸緊密,無氣泡或空隙。擰緊兩端法蘭,保證密封不漏水。
第三步:試樣飽和——排除氣泡的“關(guān)鍵預(yù)處理”
對低滲透性土樣(如粉質(zhì)黏土),必須進(jìn)行抽真空飽和:
關(guān)閉進(jìn)出水閥,連接真空泵。
抽真空至負(fù)壓穩(wěn)定(通常-0.1MPa),持續(xù)30分鐘以上。
在真空狀態(tài)下,緩慢注入脫氣水,直至水從頂部溢出,確??紫冻渌?/div>
停止抽真空,恢復(fù)常壓,靜置24小時使土樣充分飽和。
第四步:連接供水與測壓系統(tǒng)
連接高位水箱或穩(wěn)壓泵至試樣筒進(jìn)水口,確保水頭差可調(diào)。將測壓管或壓力傳感器連接至試樣筒側(cè)壁的測壓孔,排盡管路氣泡,使液面穩(wěn)定。
第五步:啟動滲流與穩(wěn)定觀察
緩慢開啟進(jìn)水閥,使水以低速進(jìn)入試樣,避免沖刷。
調(diào)節(jié)水頭差至預(yù)定值(如50cm、100cm),保持恒定。
觀察出水端,待滲出水連續(xù)、穩(wěn)定且無氣泡后,方可開始測量。此過程可能需數(shù)小時至數(shù)天,取決于土樣滲透性。
第六步:滲流量測量
量筒法:用量筒收集滲出水,同時用秒表計(jì)時(如10分鐘)。重復(fù)3次,取平均值。
電子天平法:將接水容器置于天平上,軟件自動記錄質(zhì)量變化與時間,計(jì)算流量。
確保接水過程無濺失,環(huán)境無風(fēng)干擾。
第七步:多水頭試驗(yàn)與數(shù)據(jù)記錄
為驗(yàn)證達(dá)西定律的線性關(guān)系,應(yīng)進(jìn)行不同水頭差下的測量(如50cm、100cm、150cm)。記錄每次試驗(yàn)的水頭差(Δh)、滲流路徑長度(L)、試樣截面積(A)、時間(t)與滲流量(Q)。
第八步:計(jì)算透水系數(shù)
根據(jù)達(dá)西定律公式:
k=(Q×L)/(A×Δh×t)
代入實(shí)測數(shù)據(jù),計(jì)算各次k值,取平均值作為最終結(jié)果。
第九步:試驗(yàn)結(jié)束與清理
關(guān)閉水源,排空系統(tǒng)積水。拆卸試樣筒,取出土樣。用清水清洗試樣筒、透水石、濾網(wǎng)及管路,防止殘留物堵塞。透水石可用超聲波清洗器深度清潔。