科宇儀器廠生產(chǎn)的新標(biāo)準(zhǔn)試坑單雙環(huán)滲透試驗裝置的使用說明

一、裝置概述

試坑單雙環(huán)滲透試驗裝置是依據(jù)GB/T 50123 - 2019《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計研發(fā)的原位試驗設(shè)備，主要用于測定地下水位以上砂土、砂卵礫石等無粘性土層，以及粘性土層的垂向滲透系數(shù)。該裝置具備一裝置多用的特點，保留一只流量瓶和一只鐵環(huán)即可開展單環(huán)注水試驗。其中雙環(huán)法通過外環(huán)形成的緩沖帶，可有效消除側(cè)向滲流干擾，使內(nèi)環(huán)水僅垂向滲入土層，相較試坑法、單環(huán)法，測量精度提升40% - 60%，尤其適用于滲透系數(shù)小于10??cm/s的致密巖層測試，試驗結(jié)果更貼合實際土層滲透情況，可為區(qū)域性水均衡研究、水庫及灌區(qū)渠道滲漏量計算等提供關(guān)鍵參數(shù)。

二、設(shè)備組成及參數(shù)

（一）核心組件

1. 同心雙環(huán)：采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)環(huán)直徑25cm、高15cm，外環(huán)直徑50cm、高15cm，用于限定試驗區(qū)域，約束滲流方向。單環(huán)法鐵環(huán)直徑37cm - 75cm（鐵環(huán)橫截面積1000cm2）、高15cm^。

2. 流量瓶：容量5000mL - 10000mL，帶有斜口玻璃管和橡皮塞，分度值50mL，可精準(zhǔn)量測注入水量，試驗時需倒置固定于支架上。

3. 支架：采用防水材料制作，用于固定流量瓶，確保其穩(wěn)定倒置，保障供水順暢。

4. 輔助工具：包括土鉆、吸水球、原位測含水率設(shè)備、鐵鍬、尺子、水桶、膠帶、橡皮塞、溫度計（量程0℃ - 50℃，分度值1℃）等，用于試坑開挖、裝置安裝、含水率測定及水溫記錄。

（二）可選配件

激光水平儀，用于輔助調(diào)整雙環(huán)及支架水平度；洛陽鏟套裝，便于試驗前鉆孔取樣測定含水率。

三、試驗前期準(zhǔn)備

（一）試坑開挖

在選定的測試土體中，開挖一個面積不小于1.0m×1.5m的試坑，開挖深度根據(jù)試驗需求確定，需確保坑底土層結(jié)構(gòu)未受擾動。隨后在坑底再下挖一個直徑等于外環(huán)、深10cm - 15cm的貯水坑，仔細整平坑底，避免出現(xiàn)凹凸不平影響雙環(huán)安裝。對于單環(huán)法，可在選定的試驗位置挖一個直徑約50cm、深約30cm的圓形試坑，要求坑壁垂直，坑底平整，并確保試驗土層的結(jié)構(gòu)不被擾動。

（二）雙環(huán)/單環(huán)安裝

1. 雙環(huán)安裝：將雙環(huán)細心放入貯水坑中，使鋼環(huán)入土深度至環(huán)上的起點刻度，雙環(huán)需保持同心圓狀，兩環(huán)上緣處于同一水平面上。壓環(huán)過程中動作要輕柔，防止土被壓實或變形，若土層擾動過大，需重新開挖試坑進行試驗。之后在環(huán)底部土體上均勻鋪設(shè)2cm厚的礫石層，起到緩沖作用。

2. 單環(huán)安裝：將事先設(shè)計好的直徑為35.75cm的鐵環(huán)（鐵環(huán)面積為1000c㎡）放入試坑內(nèi)，環(huán)外用粘土填實，并確保四周不漏水。在環(huán)底鋪2 - 3cm厚，粒徑為5 - 10mm的礫石或碎石作為緩沖層，并在試環(huán)插上鋼尺，方便控制水頭高度。

四、試驗操作步驟

（一）雙環(huán)法

1. 向環(huán)內(nèi)注入清水至滿，安放支架至水平位置。將供水瓶注滿清水后倒置于支架上，供水瓶的斜口玻璃管插入環(huán)內(nèi)水面以下。雙環(huán)法注水時，支架上倒置2個注滿清水的供水瓶，2個供水瓶的斜口玻璃管分別插入內(nèi)環(huán)和內(nèi)外環(huán)之間的水面以下，玻璃管的斜口應(yīng)在同一高度上，即環(huán)口水平面^。

2. 打開橡皮塞，調(diào)節(jié)供水瓶出水量，以保持環(huán)內(nèi)水位不變，一般保持內(nèi)外環(huán)的水柱高度在0.1m為宜^。

3. 按一定的時間間隔觀測滲入水量。開始時因滲入量大，觀測間隔時間要短，稍后可按一定時間間隔比如每10分鐘觀測一次，直至單位時間滲入水量達到相對穩(wěn)定，再延續(xù)2 - 4小時即可結(jié)束試驗^。也可按第3、10、30、60min進行觀測，以后每隔30min觀測記錄一次注水量讀數(shù)，并將水加到初始高度，待滲水速度 - 時間（v - t）曲線保持在較小的區(qū)間穩(wěn)定擺動時，再延續(xù)2h結(jié)束試驗。

（二）單環(huán)法

1. 試驗開始后，先向量筒內(nèi)注入2000ml水，同時向圓環(huán)內(nèi)注水，當(dāng)環(huán)內(nèi)深度達到10cm時開始試驗，安裝好注水管和控制流量的夾子，記錄時間和測量注水水量。

2. 試驗過程中，通過調(diào)整夾子控制注水量，保持環(huán)內(nèi)水深10cm，波動幅度不大于0.5cm。

3. 根據(jù)土層滲透速度，每隔十分鐘或二十分鐘記錄一次注水量，當(dāng)連續(xù)1個小時記錄的數(shù)據(jù)相差不大于10%時，試驗即可結(jié)束，并取穩(wěn)定后的注入流量作為計算值。

五、試驗結(jié)束工作

1. 拆除儀器，吸出貯水坑中的水^。

2. 在離試坑中心3m - 4m以外，鉆幾個3m - 4m深的鉆孔，每隔0.2m取土樣1個，平行測定其含水率。根據(jù)含水率的變化，確定滲透水的入滲深度^。

六、注意事項

1. 試驗場地選擇：在潛水埋藏深度大于5m的地方進行試驗，如果潛水埋深小于2m時，因滲透路徑太短，測得的滲透系數(shù)不真實，就不要使用滲水試驗^。

2. 水位控制：隨時保持內(nèi)外環(huán)（單環(huán)）的水柱高度穩(wěn)定，雙環(huán)法要確保內(nèi)外環(huán)水柱在同一高度^，單環(huán)法要保證環(huán)內(nèi)水深波動幅度不大于0.5cm。

3. 水量換算：向供水瓶注水時，做好水量轉(zhuǎn)換的換算^。

4. 數(shù)據(jù)記錄：時間戳精確到秒，水位下降毫米級記錄，水位差偏差1cm需重新試驗，異常數(shù)據(jù)要標(biāo)注復(fù)核。