13 渗透试验 13.1 一般规定
13.1.1 常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。
13.1.2 本试验采用的纯水，应在武验前用抽气法或煮沸法脱气试验时的水温宜高于试验室温度3～4℃。
13.1.3本试验以水温20℃为标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算∶
           (13.1.3)
式中k₂₀——标准温度时试样的渗透系数（cm/s）;
        η_T——T℃时水的动力粘滞系数（kPa·s）;
      η₂₀——20℃时水的动力粘滞系数（kPa·s）。
粘滞系数比η_T/η₂₀查表13.1.3。 表13.1.3 水的动力粘滞系数、粘滞系数比、温度校正值

 

13.2.2 常水头渗透试验，应按下列步骤进行∶
1 按本标准图13.2.1装好仪器，量测滤网至筒顶的高度，将调节管和供水管相连，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。
2 取具有代表性的风干土样3～4kg，测定其风干含水率。将风干土样分层装入圆筒内，每层2～3cm，根据要求的孔隙比，控制试样厚度。当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止细粒流失。每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管3～4cm。并在试样顶面铺2cm砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。
3 量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土样的质量，计算试样质量。
4 检查测压管水位，当测压管与游水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位齐平。
5将调节管提高至溢水孔以上，将供水管放入圆筒内，开止水夹，使水由顶部注入圆筒，降低调节管至试样上部1/3高度处，形成水位差使水渗入试样，经过调节管流出。调节供水管止水夹，使进入圆筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始终有水溢出，保持圆筒内水位不变，试样处于常水头下渗透。
6当测压管水位稳定后，测记水位。并计算各测压管之间的水位差。按规定时间记录渗出水量，接取渗出水量时，调节管口不得浸入水中，测量进水和出水处的水温，取平均值。
7降低调节管至试样的中部和下部1/3处，按本条5、6款的步骤重复测定渗出水量和水温，当不同水力坡降下测定的数据接近时，结束试验。
8根据工程需要，改变试样的孔隙比，继续试验。
13.2.3 常水头渗透系数应按下式计算∶
               (13.2.3)
式中 k_T——水温为T℃时试样的渗透系数（am/s）;
         Q——时间t秒内的渗出水量（cm³）;
         L——两测压管中心间的距离（cm）;
         A——试样的断面积（cm²）;
        H——平均水位差（cm）;
         t——时间（s）。
注∶平均水位差 H可按(H₁+H₂)/2公式计算。
13.2.4标准温度下的渗透系数应按式（13.1.3）计算。
18.2.5 常水头渗透试验的记录格式见附录D表D-21。
13.3变水头渗透试验
13.3.1 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定∶
1 渗透容器∶由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。环刀内径61.1mm，高40mm;透水石的渗透系数应大于10^-3cm/s。
2变水头装置由渗透容器、受水头管、供水瓶、进水管等组成（图13.3.1）。变水头管的内径应均匀，管径不大于1cm，管外壁应有最小分度为1.0mm的刻度，长度宜为2m左右。

 

13.3.2 试样制备应按本标准第3.1.4条或第3.1.6条的规定进行，并应测定试样的含水率和密度。
13.3.4 变水头渗透试验，应按下列步骤进行;
1 将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不漏气。对不易透水的试样，按本标准第3.2.4条的规定进行抽气饱和;对饱和试样和较易透水的试样，直接用变水头装置的水头进行试样饱和。
2 将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹。
3 向变水头管注纯水。使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。
4将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复试验5～6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。
13.3.4 变水头渗透系数应按下式计算∶
              (13.3.4)
式中a——变水头管的断面积（cm²）;
    2.3——In和log的变换因数;
       L——渗径，即试样高度（cm）;
t₁，t₂——分别为测读水头的起始和终止时间（s）;
H₁，H₂——起始和终止水头。
13.3.5 标准温度下的渗透系数应按式（18.1.3）计算。
13.3.6 变水头渗透试验的记录格式见附录D表D-22。