中文名 | 煤和巖石滲透系數(shù)測定方法 | 標(biāo)準(zhǔn)號 | MT 224-1990 |
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制修訂 | 制定 | 發(fā)布日期 | 1990-10-30 |
批準(zhǔn)發(fā)布部門 | 煤炭工業(yè)部 | 實(shí)施日期 | 1990-12-01 |
批準(zhǔn)發(fā)布部門
煤炭工業(yè)部。2100433B
各類土的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值如下:(cm×s-1)黏土:<1.2×10-6粉質(zhì)黏土滲透系數(shù):1.20×10-6~6.0×10-5,粉土滲透系數(shù):6.0×10-5~6.0×10-4黃土滲透系數(shù):3.0×10-...
滲透系數(shù)的測定方法主要分“實(shí)驗(yàn)室測定”和“野外現(xiàn)場測定“兩大類。1.實(shí)驗(yàn)室測定法目前在實(shí)驗(yàn)室中測定滲透系數(shù) k 的儀器種類和試驗(yàn)方法很多,但從試驗(yàn)原理上大體可分為”常水頭法“和變水頭法兩種。常水頭試驗(yàn)...
滲透系數(shù)和滲透率是兩個(gè)完全不同的概念。滲透率是土體的固有滲透性,與流體性質(zhì)無關(guān);它只與顆粒或孔隙的形狀、大小及其排列方式有關(guān),單位是:平方米。滲透系數(shù)的影響因素有兩項(xiàng),一項(xiàng)為土體的滲透率;另一項(xiàng)為流體...
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破碎巖石滲透性的試驗(yàn)測定方法——傳統(tǒng)的試驗(yàn)儀器和方法僅能測試巖石破壞前的滲透系數(shù).文中介紹了一種自行設(shè)計(jì)并已獲國家專利的破碎巖石壓實(shí)滲透儀,依靠其與MTS815.O2巖石力學(xué)伺服系統(tǒng)連接匹配,利用MTS的兩套閉環(huán)系統(tǒng)施加軸壓和孔壓,可測試壓力作用下巖石...
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針對裂隙巖體提出了一種基于雙重逾滲模型的滲流系數(shù)分析方法。通過變參數(shù)研究,考察了巖體中滲流和孔壓分布的不均勻;根據(jù)裂隙長度的不同將巖體分為\"孔隙控制\"滲流模式和\"裂隙控制\"滲流模式。這種模型不僅能夠同時(shí)考慮孔隙和裂隙的作用,而且在模擬大規(guī)模裂隙網(wǎng)絡(luò)時(shí)更加快捷簡便。
《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定方法(第2部分):煤和巖石真密度測定方法(GB/T 23561.2-2009)》編輯推薦:GB/T 23561《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定方法》按部分發(fā)布,分為16個(gè)部分:第1部分:采樣一般規(guī)定;第2部分:煤和巖石真密度測定方法;第3部分:煤和巖石塊體密度測定方法;第4部分:煤和巖石孔隙率計(jì)算方法;第5部分:煤和巖石吸水性測定方法。
滲透系數(shù)測定方法
滲透系數(shù)的測定方法主要分“實(shí)驗(yàn)室測定”和“野外現(xiàn)場測定“兩大類。
1.實(shí)驗(yàn)室測定法
目前在實(shí)驗(yàn)室中測定滲透系數(shù) k 的儀器種類和試驗(yàn)方法很多,但從試驗(yàn)原理上大體可分為”常水頭法“和"變水頭法"兩種。
常水頭試驗(yàn)法就是在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持水頭為一常數(shù),從而水頭差也為常數(shù)。 如圖:
試驗(yàn)時(shí),在透明塑料筒中裝填截面為A,長度為L的飽和試樣,打開水閥,使水自上而下流經(jīng)試樣,并自出水口處排出。待水頭差△h和滲出流量Q穩(wěn)定后,量測經(jīng)過一定時(shí)間 t 內(nèi)流經(jīng)試樣的水量V,則
V = Q*t = ν*A*t
根據(jù)達(dá)西定律,v = k*i,則
V = k*(△h/L)*A*t
從而得出
k = q*L / A*△h=Q*L /( A*△h)
常水頭試驗(yàn)適用于測定透水性大的沙性土的滲透參數(shù)。粘性土由于滲透系數(shù)很小,滲透水量很少,用這種試驗(yàn)不易準(zhǔn)確測定,須改用變水頭試驗(yàn)。
變水頭試驗(yàn)法就是試驗(yàn)過程中水頭差一直隨時(shí)間而變化,其裝置如圖:水從一根直立的帶有刻度的玻璃管和U形管自下而上流經(jīng)土樣。試驗(yàn)時(shí),將玻璃管充水至需要高度后,開動秒表,測記起始水頭差△h1,經(jīng)時(shí)間 t 后,再測記終了水頭差△h2,通過建立瞬時(shí)達(dá)西定律,即可推出滲透系數(shù) k 的表達(dá)式。
設(shè)試驗(yàn)過程中任意時(shí)刻 t 作用于兩段的水頭差為△h,經(jīng)過時(shí)間dt后,管中水位下降dh,則dt時(shí)間內(nèi)流入試樣的水量為
dVe = -a dh
式中 a 為玻璃管斷面積;右端的負(fù)號表示水量隨△h的減少而增加。
根據(jù)達(dá)西定律,dt時(shí)間內(nèi)流出試樣的滲流量為:
dVo = k*i*A*dt = k*(△h/L)*A*dt
式中,A——試樣斷面積;L——試樣長度。
根據(jù)水流連續(xù)原理, 應(yīng)有dVe = dVo,即得到
k = (a*L/A*t)㏑(△h1/△h2)
或用常用對數(shù)表示,則上式可寫為
k = 2.3*(a*L/A*t)lg(△h1/△h2)
2. 野外現(xiàn)場測定法
滲水試驗(yàn)(infiltration test)一般采用試坑滲水試驗(yàn),是野外測定包氣帶松散層和巖層滲透系數(shù)的簡易方法。試坑滲水試驗(yàn)常采用的是試坑法、單環(huán)法、和雙環(huán)法。
是在表層干土中挖一個(gè)一定深度(30-50厘米)的方形或圓形試坑,坑底要離潛水位3-5米,坑底鋪2一3厘米厚的反濾粗砂,向試坑內(nèi)注水,必需使試坑中的水位始終高出坑底約10厘米。為了便于觀測坑內(nèi)水位,在坑底要設(shè)置一個(gè)標(biāo)尺。求出單位時(shí)間內(nèi)從坑底滲入的水量Q,除以坑底面積F,即得出平均滲透速度v=Q/F。當(dāng)坑內(nèi)水柱高度不大(等于10厘米)時(shí),可以認(rèn)為水頭梯度近于1,因而K(滲透系數(shù))=V。這個(gè)方法適用于測定毛細(xì)壓力影響不大的砂類土,如果用在粘性土中,所測定的滲透系數(shù)偏高。
是試坑底嵌入一個(gè)高20厘米,直徑35.75厘米的鐵環(huán),該鐵環(huán)圈定的面積為1000平方厘米。鐵環(huán)壓入坑底部10厘米深,環(huán)壁與土層要緊密接觸,環(huán)內(nèi)鋪2一3厘米的反濾粗砂。在試驗(yàn)開始時(shí),用馬利奧特瓶控制環(huán)內(nèi)水柱,保持在10厘米高度上。試驗(yàn)一直進(jìn)行到滲入水量Q固定不變?yōu)橹梗涂梢园聪率接?jì)算滲透速度:v=Q/F,所得的滲透速度即為該松散層、巖層的滲透系數(shù)值。
是試坑底嵌入兩個(gè)鐵環(huán),增加一個(gè)內(nèi)環(huán),形成同心環(huán),外環(huán)直徑可取0.5米, 內(nèi)環(huán)直徑可取0.25米。試驗(yàn)時(shí)往鐵環(huán)內(nèi)注水,用馬利奧特瓶控制外環(huán)和內(nèi)環(huán)的水柱都保持在同一高度上,(例如10厘米)。根據(jù)內(nèi)環(huán)取的的資料按上述方法確定松散層、巖層的滲透系數(shù)值。由于內(nèi)環(huán)中的水只產(chǎn)生垂直方向的滲入,排除了側(cè)向滲流帶的誤差,因此,比試坑法和單環(huán)法精確度高。內(nèi)外環(huán)之間滲入的水,主要是側(cè)向散流及毛細(xì)管吸收,內(nèi)環(huán)則是松散層和巖層在垂直方向的實(shí)際滲透。
當(dāng)滲水試驗(yàn)進(jìn)行到滲入水量趨于穩(wěn)定時(shí),可按下式精確計(jì)算滲透系數(shù)(考慮了毛細(xì)壓力的附加影響):K(滲透系數(shù))= QL/ F(H Z L)。
式中:
Q-----穩(wěn)定的滲入水量(立方厘米/分);
F------試坑內(nèi)環(huán)的滲水面積(平方厘米);
Z-----試坑內(nèi)環(huán)中的水厚度(厘米);
H-----毛細(xì)管壓力(一般等于巖土毛細(xì)上升高度的一半)(厘米);
L-----試驗(yàn)結(jié)束時(shí)水的滲入深度(試驗(yàn)后開挖確定)(厘米)。
《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定方法(第16部分):巖石耐崩解性指數(shù)測定方法(GB/T 23561.16-2010)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。2100433B