产品用途
本仪器用于测定各种类型土工布的渗透性能,适用于国家标准GB/T 15789-2005 《土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》。
一、 产品原理和主要技术参数
本仪器采用恒水头法测定原理,在系列恒定水头下,测试水流垂直通过单层、无法向负荷的土工布及其相关产品的流速指数及其他渗透特性。
本产品主要技术参数如下:
1. 最大水头差:500mm 水柱
2. 试样与水接触直径:52mm
3. 适用试样厚度:≤10mm
二、 产品简图及各主要部件名称
1. 外容器 5. O 形密封圈 9. 螺母
2. 内容器 6. 上夹持器 10. 直尺
3. 下夹持器 7. 蝶形螺母 11. 进水管接头
4. 试样 8. 调节螺钉 12. 出水管 13. 调平螺钉
四、产品的安装调试
1. 仪器放置时,应使仪器的内容器上平面保持水平。
2. 仪器安置时应考虑能使量杯方便、准确地从仪器外容器排水管下装取从内容器溢出的水。
3. 装水龙头高度应使进水管高于仪器内容器上平面,以免内容器中的水沿管壁流到外面,注意进水管接头处不能有漏水现象。
五、操作步骤及结果计算
(一) 取样
1. 取放要求:样品不得折叠,并减少取放次数。样品应置于平坦处,不得施加压力。
2. 抽样:按GB/T 13760 的规定从样品中抽取试样。
3. 数量和尺寸:用圆模板和剪刀在样品上均匀划取5 个试样,试样直径φ(60-1)mm(与水接触面积直径φ52mm)。
(二) 操作
1. 在实验室温度下,将试样放入含湿润剂的水中,轻轻搅动以去除空气,至少浸泡12 小时。湿润剂采用体积分数为0.1%的烷基苯磺酸钠。
2. 拧下蝶形螺母7,将1 个试样装入下夹持器3 内,把O 形密封圈5 放在试样上,装好上夹持器6,拧紧蝶形螺母7。
3. 调节螺钉8 使直尺移动,使直尺的零位与内容器2 的上平面对齐。拧好螺母9 固定。(注水至水位超过试样平面达到内容器高度与直尺的零位一致时水头差为零)
4. 往仪器注入18℃~22℃的水,直到水头差到达直尺的50mm 处,关掉供水。如果水头差在5 分钟内不能降到直尺的零位,查找仪器中是否有隐藏的空气,重新操作。
如果的确在5 分钟不能降到零位,应在试验报告中注明。
注意:
由于试样会截留气泡 而影响试验,水不能直接注入仪器。水最好要经过消泡处理或从静止水槽中引入,水中的溶解氧不得超过10mg/kg。溶解氧的测定仪器或仪表,应符合GB/T 7489 的规定。
5. 调整水流,使水头差达到(70±5)mm,记录此值,精确到1mm。待水头差稳定至少30 秒后,在固定的时间内,用量杯收集通过试样的水量,水的体积精确到10cm3,时间由秒表测定,精确到0.1 秒。收集水量至少1000mL 或收集时间至少30 秒。
6. 分别在最大水头差的0.8、0.6、0.4 和0.2 倍时,重复步骤5,从最高流速开始,到最低流速结束。
7. 用温度计,精确到0.2℃,测量水温。
8. 对其余试样重复步骤2 到7 进行试验。
(三) 计算 (详细说明及图表见GB/T 15789)
1. 计算20℃的流速V20(m/s)

式中:
V——水的体积,单位为立方米(m3)
RT——20℃水温校正系数(见附录A)
T——水温,单位为摄氏度(℃)
A——试样过水面积,单位为平方米(m2)
t——达到水的体积V 的时间,单位为秒(s)
2. 计算每个试样在每个水头差H 下的流速V20。
用水头差H 对流速V20 作曲线,按附录B 对每个试样通过原点选择最佳拟合曲线,可使用计算法或图解法。在一张图上绘制5 个试样的v-H 曲线。
4. 计算垂直渗透系数
土工布垂直渗透系数是指在单位水力梯度下,在垂直于土工布平面流动的水的流速,即:

式中:
k——土工布垂直渗透系数,单位为毫米每秒(mm/s)
v——垂直于土工布平面的水流速,单位为毫米每秒(mm/s)
i——土工布试样两侧的水力梯度
d ——土工布试样厚度,单位为毫米(mm)
H——土工布试样两侧的水头差,单位为毫米(mm)
5. 计算土工布的透水率

式中:
q ——土工布透水率,1/s
v——垂直于土工布平面的水流速,单位为毫米每秒(mm/s)
H——土工布试样两侧的水头差,单位为毫米(mm)


图2 修正系数RT的图解曲线

