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水泥土滲透系數(shù)

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發(fā)布時(shí)間：2025-03-12 09:02:48 更新時(shí)間：2025-03-11 09:12:03

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

水泥土滲透系數(shù)是評(píng)價(jià)其防滲性能的關(guān)鍵指標(biāo)，尤其在水利工程、地基處理及污染隔離等領(lǐng)域具有重要意義。以下為基于《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123-2019）的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)流程及操作指南：

一、試驗(yàn)原理與適用范圍

原理：通過(guò)測(cè)量水流在恒定水頭或變水頭下通過(guò)水泥土試樣的滲透速率，計(jì)算滲透系數(shù)（KK，單位：cm/s）。
適用性：滲透性較低的水泥土（K<10−5cm/sK<10−5cm/s），推薦采用 變水頭試驗(yàn)法。

二、試驗(yàn)設(shè)備與材料

設(shè)備/材料	規(guī)格/要求	用途
滲透儀	變水頭滲透儀（帶壓力傳感器、量管）	提供可控水頭差，記錄滲透流量
試樣環(huán)刀	直徑61.8mm、高度40mm（標(biāo)準(zhǔn)尺寸）	制取原狀或重塑水泥土試樣
真空飽和裝置	真空泵（真空度≥95kPa）、飽和缸	試樣飽和處理，排除氣泡干擾
電子天平	精度0.01g	試樣質(zhì)量測(cè)量
量筒/計(jì)時(shí)器	精度1mL、0.1s	滲透水量與時(shí)間記錄
水泥土試樣	水泥摻量10%~~20%（質(zhì)量比）、養(yǎng)護(hù)齡期7~~28天	模擬工程實(shí)際配比

三、試驗(yàn)步驟

1. 試樣制備

制樣：
- 原狀土：用環(huán)刀取未擾動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)水泥土，修平兩端。
- 重塑土：按設(shè)計(jì)配比（水泥:土:水）拌合均勻，分層擊實(shí)至標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度（如95%壓實(shí)度）。
飽和處理：
- 試樣放入飽和缸，抽真空30分鐘，緩慢注水淹沒(méi)試樣，保持真空24小時(shí)至完全飽和。

2. 儀器安裝與調(diào)試

裝樣：將飽和試樣裝入滲透儀，確保試樣與滲透儀內(nèi)壁密封（涂抹凡士林）。
排氣：注水排出管路及試樣中殘留氣泡，保持水流穩(wěn)定。

3. 變水頭試驗(yàn)操作

初始水頭設(shè)定：
- 調(diào)節(jié)進(jìn)水管與出水管高度差（H1H1?），通常為50~100cm。
數(shù)據(jù)記錄：
- 打開(kāi)閥門(mén)，記錄初始時(shí)間t1t1?及量管水位高度h1h1?。
- 當(dāng)水位下降至h2h2?時(shí)記錄時(shí)間t2t2?，重復(fù)3次取平均值。

4. 滲透系數(shù)計(jì)算

K=aLA(t2−t1)ln?(H1H2)K=A(t2?−t1?)aL?ln(H2?H1??)

參數(shù)說(shuō)明：
- aa：量管橫截面積（cm²）
- LL：試樣高度（cm）
- AA：試樣橫截面積（cm²）
- H1,H2H1?,H2?：初始與最終水頭差（cm）

四、試驗(yàn)注意事項(xiàng)

試樣均一性：避免分層或裂隙，否則滲透系數(shù)偏大。
溫度控制：水溫變化影響水的黏滯系數(shù)，需記錄水溫并校正至20℃標(biāo)準(zhǔn)值。
密封性檢查：試驗(yàn)前加壓至50kPa，觀察是否漏水。
數(shù)據(jù)有效性：同一試樣重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果偏差應(yīng)≤10%，否則需重新制樣。

五、常見(jiàn)問(wèn)題與解決

問(wèn)題	原因分析	優(yōu)化措施
滲透速率過(guò)快	試樣裂隙或密封失效	重新制樣，加強(qiáng)環(huán)刀與試樣接觸面密封
數(shù)據(jù)波動(dòng)大	氣泡未排凈或水溫波動(dòng)	延長(zhǎng)飽和時(shí)間，使用恒溫水?。?0±1℃）
無(wú)滲透水流	試樣滲透性極低（K<10−7cm/sK<10−7cm/s）	改用高壓滲透儀（水頭差提升至200cm以上）

六、參考標(biāo)準(zhǔn)與報(bào)告

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：
- 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123-2019）
- ASTM D5084-16a（變水頭滲透試驗(yàn)）
試驗(yàn)報(bào)告：需包含試樣配比、養(yǎng)護(hù)條件、試驗(yàn)方法、滲透系數(shù)計(jì)算值及溫度校正結(jié)果。

通過(guò)規(guī)范化的水泥土滲透系數(shù)試驗(yàn)，可準(zhǔn)確評(píng)估其防滲性能，為工程設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵參數(shù)。建議結(jié)合工程實(shí)際，優(yōu)化水泥摻量及養(yǎng)護(hù)條件，以達(dá)到最佳抗?jié)B效果。