新标准试坑单双环渗透试验装置的使用说明

                                 科宇仪器厂生产的新标准试坑单双环渗透试验装置的使用说明

一、装置概述

试坑单双环渗透试验装置是依据GB/T 50123 - 2019《土工试验方法标准》设计研发的原位试验设备，主要用于测定地下水位以上砂土、砂卵砾石等无粘性土层，以及粘性土层的垂向渗透系数。该装置具备一装置多用的特点，保留一只流量瓶和一只铁环即可开展单环注水试验。其中双环法通过外环形成的缓冲带，可有效消除侧向渗流干扰，使内环水仅垂向渗入土层，相较试坑法、单环法，测量精度提升40% - 60%，尤其适用于渗透系数小于10⁻⁴cm/s的致密岩层测试，试验结果更贴合实际土层渗透情况，可为区域性水均衡研究、水库及灌区渠道渗漏量计算等提供关键参数。

二、设备组成及参数

（一）核心组件

1. 同心双环：采用不锈钢材质，内环直径25cm、高15cm，外环直径50cm、高15cm，用于限定试验区域，约束渗流方向。单环法铁环直径37cm - 75cm（铁环横截面积1000cm²）、高15cm^。

2. 流量瓶：容量5000mL - 10000mL，带有斜口玻璃管和橡皮塞，分度值50mL，可精准量测注入水量，试验时需倒置固定于支架上。

3. 支架：采用防水材料制作，用于固定流量瓶，确保其稳定倒置，保障供水顺畅。

4. 辅助工具：包括土钻、吸水球、原位测含水率设备、铁锹、尺子、水桶、胶带、橡皮塞、温度计（量程0℃ - 50℃，分度值1℃）等，用于试坑开挖、装置安装、含水率测定及水温记录。

（二）可选配件

激光水平仪，用于辅助调整双环及支架水平度；洛阳铲套装，便于试验前钻孔取样测定含水率。

三、试验前期准备

（一）试坑开挖

在选定的测试土体中，开挖一个面积不小于1.0m×1.5m的试坑，开挖深度根据试验需求确定，需确保坑底土层结构未受扰动。随后在坑底再下挖一个直径等于外环、深10cm - 15cm的贮水坑，仔细整平坑底，避免出现凹凸不平影响双环安装。对于单环法，可在选定的试验位置挖一个直径约50cm、深约30cm的圆形试坑，要求坑壁垂直，坑底平整，并确保试验土层的结构不被扰动。

（二）双环/单环安装

1. 双环安装：将双环细心放入贮水坑中，使钢环入土深度至环上的起点刻度，双环需保持同心圆状，两环上缘处于同一水平面上。压环过程中动作要轻柔，防止土被压实或变形，若土层扰动过大，需重新开挖试坑进行试验。之后在环底部土体上均匀铺设2cm厚的砾石层，起到缓冲作用。

2. 单环安装：将事先设计好的直径为35.75cm的铁环（铁环面积为1000c㎡）放入试坑内，环外用粘土填实，并确保四周不漏水。在环底铺2 - 3cm厚，粒径为5 - 10mm的砾石或碎石作为缓冲层，并在试环插上钢尺，方便控制水头高度。

四、试验操作步骤

（一）双环法

1. 向环内注入清水至满，安放支架至水平位置。将供水瓶注满清水后倒置于支架上，供水瓶的斜口玻璃管插入环内水面以下。双环法注水时，支架上倒置2个注满清水的供水瓶，2个供水瓶的斜口玻璃管分别插入内环和内外环之间的水面以下，玻璃管的斜口应在同一高度上，即环口水平面^。

2. 打开橡皮塞，调节供水瓶出水量，以保持环内水位不变，一般保持内外环的水柱高度在0.1m为宜^。

3. 按一定的时间间隔观测渗入水量。开始时因渗入量大，观测间隔时间要短，稍后可按一定时间间隔比如每10分钟观测一次，直至单位时间渗入水量达到相对稳定，再延续2 - 4小时即可结束试验^。也可按第3、10、30、60min进行观测，以后每隔30min观测记录一次注水量读数，并将水加到初始高度，待渗水速度 - 时间（v - t）曲线保持在较小的区间稳定摆动时，再延续2h结束试验。

（二）单环法

1. 试验开始后，先向量筒内注入2000ml水，同时向圆环内注水，当环内深度达到10cm时开始试验，安装好注水管和控制流量的夹子，记录时间和测量注水水量。

2. 试验过程中，通过调整夹子控制注水量，保持环内水深10cm，波动幅度不大于0.5cm。

3. 根据土层渗透速度，每隔十分钟或二十分钟记录一次注水量，当连续1个小时记录的数据相差不大于10%时，试验即可结束，并取稳定后的注入流量作为计算值。

五、试验结束工作

1. 拆除仪器，吸出贮水坑中的水^。

2. 在离试坑中心3m - 4m以外，钻几个3m - 4m深的钻孔，每隔0.2m取土样1个，平行测定其含水率。根据含水率的变化，确定渗透水的入渗深度^。

六、注意事项

1. 试验场地选择：在潜水埋藏深度大于5m的地方进行试验，如果潜水埋深小于2m时，因渗透路径太短，测得的渗透系数不真实，就不要使用渗水试验^。

2. 水位控制：随时保持内外环（单环）的水柱高度稳定，双环法要确保内外环水柱在同一高度^，单环法要保证环内水深波动幅度不大于0.5cm。

3. 水量换算：向供水瓶注水时，做好水量转换的换算^。

4. 数据记录：时间戳精确到秒，水位下降毫米级记录，水位差偏差1cm需重新试验，异常数据要标注复核。