注水试验
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向钻孔或试坑内注水,通过定时量测注水量、时间、水位等相关参数,测定目的层介质渗透系数的试验。注水试验主要适用于松散地层,特别是在地下水水位埋藏较深和干燥的土层中。在透水性较强的喀斯特化岩体和破碎基岩中,也可用于取代钻孔压水试验。1990年中国有色金属工业总公司和冶金工业部联合颁布实施的YSJ—89,YBJ—89《注水试验规程》是中国目前采用的该类试验的相关规程。
注水试验按试验方法可分为钻孔注水试验和试坑注水试验。
钻孔注水试验
有降水头法、常水头法和变水头法等3种。①降水头法。适用于地下水水位以上或以下的粉土、砂土及渗透性不大的碎石土。其操作要点是向孔内注清水,使管内水位高出试验目的层和地下水水位,而后跟踪观测水位下降过程,定时记录水位下降值及注入水量。②常水头法。适用于地下水水位以下渗透性较强的土层,其操作要点是注水使管中水位高出地下水水位并保持固定,定时记录注水时间和注水量。③变水头法。可视为上述2种方法的结合,其操作要点是分3次抬高水头并保持固定,定时观测流量。
钻孔注水试验在试验前应将钻孔冲洗干净,测量孔深,测量地下水水位。有关技术要求及计算方法见YSJ—89、YBJ—89。
试坑注水试验
用以测定包气带非饱和土体渗透系数的简易方法,适用于地下水埋藏深度大于5m的情况。主要方法有单环法和双环法2种。
(1)单环法。适用于测定毛细管作用不大的砂土层。操作方法是:在试验层内挖一个圆坑,直径大于35.75 cm,深20 cm,要求坑壁直立,坑底平整,土层不扰动。试验时将直径35.75 cm的铁环均匀压入土中0.5 cm左右,环外缝隙用黏土封堵,坑底铺2 cm厚小砾石,然后,向坑内注水,使坑内水层厚度保持10 cm。注水应均衡和连续,定时观测供水量,直到单位时段的供水量稳定,而后再延长一定时间,试验即可结束。
(2)双环法。适用于黏性土。操作方法是:将直径50 cm和25 cm、高20 cm的2个铁环呈同心式安装在大于50 cm直径的坑内;试验时向内、外两环同时注水,并控制内、外环水位高度一致,其他要求与步骤同单环法。另外,试验结束后,将坑内水排掉,分别在内环和试坑附近打麻花钻取土样,测含水量,确定水流入渗深度(h)。
渗透系数(k)的计算按YSJ—89、YBJ—89提供的公式进行。