產品用途
本儀器用于測定各種類型土工布的滲透性能,適用于國家標準GB/T 15789-2005 《土工布及其有關產品無負荷時垂直滲透特性的測定》。
一、 產品原理和主要技術參數
本儀器采用恒水頭法測定原理,在系列恒定水頭下,測試水流垂直通過單層、無法向負荷的土工布及其相關產品的流速指數及其他滲透特性。
本產品主要技術參數如下:
1. 最大水頭差:500mm 水柱
2. 試樣與水接觸直徑:52mm
3. 適用試樣厚度:≤10mm
二、 產品簡圖及各主要部件名稱
1. 外容器 5. O 形密封圈 9. 螺母
2. 內容器 6. 上夾持器 10. 直尺
3. 下夾持器 7. 蝶形螺母 11. 進水管接頭
4. 試樣 8. 調節螺釘 12. 出水管 13. 調平螺釘
四、產品的安裝調試
1. 儀器放置時,應使儀器的內容器上平面保持水平。
2. 儀器安置時應考慮能使量杯方便、準確地從儀器外容器排水管下裝取從內容器溢出的水。
3. 裝水龍頭高度應使進水管高于儀器內容器上平面,以免內容器中的水沿管壁流到外面,注意進水管接頭處不能有漏水現象。
五、操作步驟及結果計算
(一) 取樣
1. 取放要求:樣品不得折疊,并減少取放次數。樣品應置于平坦處,不得施加壓力。
2. 抽樣:按GB/T 13760 的規定從樣品中抽取試樣。
3. 數量和尺寸:用圓模板和剪刀在樣品上均勻劃取5 個試樣,試樣直徑φ(60-1)mm(與水接觸面積直徑φ52mm)。
(二) 操作
1. 在實驗室溫度下,將試樣放入含濕潤劑的水中,輕輕攪動以去除空氣,至少浸泡12 小時。濕潤劑采用體積分數為0.1%的烷基苯磺酸鈉。
2. 擰下蝶形螺母7,將1 個試樣裝入下夾持器3 內,把O 形密封圈5 放在試樣上,裝好上夾持器6,擰緊蝶形螺母7。
3. 調節螺釘8 使直尺移動,使直尺的零位與內容器2 的上平面對齊。擰好螺母9 固定。(注水至水位超過試樣平面達到內容器高度與直尺的零位一致時水頭差為零)
4. 往儀器注入18℃~22℃的水,直到水頭差到達直尺的50mm 處,關掉供水。如果水頭差在5 分鐘內不能降到直尺的零位,查找儀器中是否有隱藏的空氣,重新操作。
如果的確在5 分鐘不能降到零位,應在試驗報告中注明。
注意:
由于試樣會截留氣泡 而影響試驗,水不能直接注入儀器。水最好要經過消泡處理或從靜止水槽中引入,水中的溶解氧不得超過10mg/kg。溶解氧的測定儀器或儀表,應符合GB/T 7489 的規定。
5. 調整水流,使水頭差達到(70±5)mm,記錄此值,精確到1mm。待水頭差穩定至少30 秒后,在固定的時間內,用量杯收集通過試樣的水量,水的體積精確到10cm3,時間由秒表測定,精確到0.1 秒。收集水量至少1000mL 或收集時間至少30 秒。
6. 分別在最大水頭差的0.8、0.6、0.4 和0.2 倍時,重復步驟5,從最高流速開始,到最低流速結束。
7. 用溫度計,精確到0.2℃,測量水溫。
8. 對其余試樣重復步驟2 到7 進行試驗。
(三) 計算 (詳細說明及圖表見GB/T 15789)
1. 計算20℃的流速V20(m/s)

式中:
V——水的體積,單位為立方米(m3)
RT——20℃水溫校正系數(見附錄A)
T——水溫,單位為攝氏度(℃)
A——試樣過水面積,單位為平方米(m2)
t——達到水的體積V 的時間,單位為秒(s)
2. 計算每個試樣在每個水頭差H 下的流速V20。
用水頭差H 對流速V20 作曲線,按附錄B 對每個試樣通過原點選擇最佳擬合曲線,可使用計算法或圖解法。在一張圖上繪制5 個試樣的v-H 曲線。
4. 計算垂直滲透系數
土工布垂直滲透系數是指在單位水力梯度下,在垂直于土工布平面流動的水的流速,即:

式中:
k——土工布垂直滲透系數,單位為毫米每秒(mm/s)
v——垂直于土工布平面的水流速,單位為毫米每秒(mm/s)
i——土工布試樣兩側的水力梯度
d ——土工布試樣厚度,單位為毫米(mm)
H——土工布試樣兩側的水頭差,單位為毫米(mm)
5. 計算土工布的透水率

式中:
q ——土工布透水率,1/s
v——垂直于土工布平面的水流速,單位為毫米每秒(mm/s)
H——土工布試樣兩側的水頭差,單位為毫米(mm)


圖2 修正系數RT的圖解曲線

