研究室内渗透试验结果的影响因素及注意事项

刘 翠

（甘肃土木工程科学研究院有限公司， 甘肃 兰州 730020 ）

渗透系数为土工试验阶段的主要指标之一，在现实检测试验中，渗透系数可能出现较明显波动，这提示相关人员应结合土体类型采用相关方法。变水头渗透试验是一种于钻孔中检测土体渗透系数的一种常用方法，试验过程中,试验水头逐渐跌落，最后趋于零，通过探究套管中试验水头降落速度与时间间的相关性，测算出试样的渗透系数，该试验方法在粉土、砂土及粘性土中均表现出较高适用性。

1 水头渗透试验方法与步骤

步骤1：结合相关试验规程，制备试验样品，有原状、扰动试样之分，其各自对应的制备方法为：:

（1）原状试样：结合被检测渗透系数方向，借用环刀于土层面方向上切割、获取原状试样，将试样两侧切削平整即可，严禁使用修土刀数次进行涂抹。将其放置在饱和器中抽气饱和。

（2）扰动试样：当确定干密度偏大（ρd≥1.40g/cm3）时，推荐使用饱和度偏低（St≤80%）土压实或击实法制取试样；而若干密度偏低时，把试样浸泡在水内，确定其饱和以后，制作成符合工况的饱和型试验样品。

步骤2：将渗水石、密封圈统统放入底座内，把适量凡士林涂擦在套筒内侧壁，使用土样环刀轻轻刮除多余凡士林，并在其妥善安置在底座上方。

步骤3：严格依照相关规范、试验设计要求连接仪器，检查装置的气密性。衔接调节管和供水管，经由仪器底断输注水，直至观测到水位抵达金属透水板顶面时，安放滤纸，闭合水夹。

步骤4：精确量取有代表性的风干试验（3～4kg），称重精确到1g，检测风干含水率指标。

步骤5：以分层的形式将试验样品安放到仪器内，结合前期设定的

预定孔隙比调控试样密度，各分层装样结束后，经调节管注水到试样顶面。要求最末层应在上测压管孔上方3～4cm 处。在确定最末一层试样饱和度符合相关规范要求后，持续使水位升高到圆筒顶面。拆除调节管，确保管口在圆筒顶面之上，检测三个测压管水位和孔口是否在同一水平线上。

步骤6：利用专用器具测量样品顶到筒顶的余高，借此测算出试样的高度。量出剩余土样的重量，测算装进的质量、试样对应的干密度与孔隙比。

步骤7：使用供水管朝着圆筒顶端注水，确保水面一直和渗透仪顶端持平，并将调节管高适度调低，构建从上至下的渗流形式。将调节管稳固在某一水平面上，历经一段时间后，三个测压管内水位均能抵达稳定值，则提示形成了稳定型渗流场。

步骤8：在≤200 ㎝水头作用下，静置一段时间时间，当观察水管口处有水溢出以后，提示就可以进行检测。

步骤9：试验检测阶段，对水头管行冲水处理，当观测到其抵达预设高程后，闭合管夹及启动秒表，检测并记录起始水头h1，历经时间t 以后，再检测记录终止水头h2，并测出试验时、终止时水样的温度[1]。

2 影响渗透试验结果的因素分析

土体的形成原因、所处年代、结构、密实度高低、土颗粒构成、矿物质成分、

、渗流液属性、试验温度等均是影响渗透系数高低的主要因素。土体所处年代越临近、结构松散度越高、密实度越低、颗粒内粗土占有率越高，则试样的渗透系数越高，反之越低。

渗透试验检测结果的精确度。

（1）取用、运送试验样品阶段，若形成扰动情况，则将会引起土体渗透系数明显增加。

（2）制备试样时，若未能均匀的施力，则将会降低[2]。

试样表面结构的完好度，内部与边界可能会形成不同程度缺损状况，导致渗透试验结果增大。

（3）试验阶段，仪器设备先进性及衔接状况、水质纯净度均会影响到试验检测结果。

（4）向仪器内投装试样阶段，人为扰动的情况难以完全规避，尤其是轻土。

（5）试样放入仪器后静置时间过长，则将会促进水分蒸发、丧失过程，势必会影响到渗透试验检测结果。

（6）当试验样品保护度存在差异时，检测到的土质渗透系数也不尽一致。

（7）试验水头高程也影响渗透试验检测结果的准确度。

（8）在观测到有水溢出以后，试样检测时间的设定情况也关系着试验结果的精确度。

3 试验过程中应注意的事项

3.1 在选取、运送试样阶段，尽量减少或消除人为因素形成的干扰，将样品被扰动情况发生率降至最低。

3.2 制备试样时，联合使用削土器，尽量保证下压力度的匀称性，已将对土体形成的扰度程度降至最低，最好使环刀中的土体临近纯天然状态。

3.3 强试样投放在装置阶段，尽量不触碰或少触碰土样，在密闭性达标的情况，尽量不手动调整样品的内部结构状态。

3.4 在装好试样后，应加强水头高度指标的控制，过高会增加样品破损情况发生的风险。在实践中，建议将属于同一类别的土体安放在两个相毗邻的仪器上，土体粘稠度越大，给水头时越高，反之越低。多数情况下，要求试验水头要高于该类土体允许的坡降值[3]。

3.5 试验阶段，尽量取用现实作用于该类土体的天然水。若取用天然水有很大难度，则推荐使用纯水或经严格过滤工艺的清水。试验前期要求工作人员一定要使用抽气法或煮沸法予以脱气（也包括天然水），试验阶段要求水温宜高于室温3～4℃。有关规范中要求使用水温20℃或10℃时对应的渗透系数作为标准渗透系数。

3.6 试验时，在渗透力的作用下，土样的干密度指标发生一定波动，进而促进渗透系数的改变过程，故而，渗透试验时间不宜过长，水头差也不能过于悬殊。

3.7 试验中，每次检测的水头h1 与h2 两者差值应＞10 ㎝[4]。

3.8 试验过程中若发现水流过于快速或出水口处形成浑浊现象，则应快速检测装置气密性及是否形成集中渗流情况，若存在，则应重新制备试样，再行检测。

3.9 一定要应用无气水作试验，要不很可能导致试验阶段水内气泡滞留于试样内，造成伴随渗透时间延长，所检测到的渗透系数有持续跌落趋势，形成不被允许的试验偏差[5]。

3.10 渗透试验整体结束以后，分析检测到的数据时，一方面要分析土体类型与渗透系数两者的相关性，另一方面还需考虑到试验样品内是否有杂质滞留、土质的匀称度及有无孔隙等诸多状况。

4 结束语：

总之，为确保渗透试验检测结果的准确度，在实践中要求相关人员应严格依照相关规程规范有次序的完成试验研究任务，并予以本文所提及到的几点注意事项一定重视，事前拟定防范措施、方案等，力争做到防患于未然。在出具渗透试验检测结果阶段，应综合分析土体自身属性、设备配置及人为操作等多种因素，尽可能的为土质评估工作提供准确数据信息。