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土壤渗透性测试:你需要知道的一切

土壤渗透性:我需要什么设备?

什么是土壤的渗透性

土壤通透性, 或水力导电性, 水流过土壤物质的速率是多少, 它是工程和地球科学学科的一个基本特征.

岩土工程和土木工程师, 行业, 土壤, 环境科学家都将这些信息用于结构地基等项目, 堤防, 土坝, 洪水管理, 废水渗透, 和更多的. 土壤的孔隙度和渗透性是相关的,这并不奇怪.

影响土壤渗透性的因素

土壤空隙为水的流动创造了一条容易的路径, 但还有其他因素,比如水力梯度, 土壤类型, 纹理, 粒径分布也会影响渗透性.

达西定律, 是什么决定了土壤渗透性测试的所有结果, 方程描述的是流体在多孔介质中的运动吗. 这个方程定义了土壤的渗透系数或水导系数, 流过土壤基质的流体速度与水力梯度之比.

渗透系数

渗透系数(K)是以米或厘米/秒为单位的水通过土壤的速度. 细粒土壤,如粘土,其值可能在10-8米/秒左右或更低, 或者砂砾层可能达到10-4米/秒或更高.

土壤渗透性可以用土壤调查绘图等经验方法估算, 土壤质地, 或者颗粒大小分布. 然而, 各种不同的实验室和现场测试方法使得直接测量这些特性同样容易. 土壤类型和试验目的, 精度要求, 试样类型影响试验方法的选择.

本博客将指导您选择符合测试方法要求和匹配土壤类型的设备.

如何测量土壤渗透性

土壤渗透性测试在恒定水头或下降水头条件下进行:

  • 恒压头试验 指在整个测试过程中,水柱顶部的相对高度(水头压力)保持在样品上方的一种仪器. 这是一个有效的测试与高流速的土壤,如沙子和砾石, 但也有一些粘土.
  • 落头试验 当水渗入样品时,使水头减小, 在测试过程中减少压力. 落头法一般限于细粒土.

土壤渗透性测试设备

  1. 透气管 柔性壁渗透电池 中描述的 ASTM D5084,采用多种方法测量土壤的水导率. 本标准中的方法允许对常数法和落头法进行几种变化, 包括恒定流速的测试, 以及控制压力的定容试验. 试验样品可以从未受干扰的钻孔样品(谢尔比管)或通过压实模具中的土壤到指定的密度来制备. 样品被封装在一个  乳胶膜 并置于充满液体的加压测试室中. 一种装有阀门和滴管的系统 逻辑面板 允许对样品的围压进行三维控制,以及使用的permean(通常是水). 样品变形和体积变化的监测在整个过程中进行. 尽管这种测试是标准的,并且被广泛指定, 它需要大量的样品准备,可能需要几天才能完成. Karol-Warner制造loveBet爱博的完整选择的测试细胞, 控制面板, 柔性壁渗透率测试样品制备配件.
  2. 恒水头渗透计 恒水头渗透计 测量不超过10%的颗粒通过75微米(no. 200)试验筛. 所述的程序 阿什图215 也是ASTM D2434中撤回的标准. 测试是在恒压头条件下,在直径为最大粒径8 - 12倍的硬壁砂砾石渗透率仪中进行的,并配有多孔石以防止样品丢失. 两个压力表端口连接到a  套管压力计 测量测试过程中头部压力的变化. A 恒压罐 为标本提供干涸的水. 渗透率测试可根据需要,在相对密度为0%至100%的样品中进行. 在渗透计中压实所制备的粒状土样的薄层后,a 专用滑模压实锤 或振动捣固器提供较高的相对密度,如果需要. 试验在样品真空饱和后开始. 阅读时间, 水头(压力计管内的水位), 在增加水头压力间隔下的流量决定了最终结果.
  3. 恒定/降头渗透计 允许选择在恒定水头或下降水头条件下测试颗粒土,但不符合公布的ASTM或AASHTO测试方法要求. 它们与ASTM/AASHTO颗粒土壤渗透计具有类似的设计,但有一个连接到单管压力计的单一端口. 测试装置和样品制备与ASTM/AASHTO渗透计相同.
  4. 压实渗透仪压实渗透仪 4英寸或6英寸(102或152毫米)土壤湿度/密度(Proctor)压实模具提供的上下板装有阀门和端口,以作为渗透计. 恒压头或降压头渗透性测试可以直接在压实试样上进行,不需要大量的准备. Proctor或加州轴承比(CBR)样品使用标准压实方法成型. 样品两端的多孔石提供排水功能. 这些设备没有特定的ASTM/AASHTO测试方法, 但它们在设计过程中提供了有用的信息. 压实渗透仪渗透率测试使用常规设备和技术. 双管压力计连接进、出水端口,测量脱水水的流量.
  5. 谢尔比管渗透仪谢尔比管渗透仪 在3英寸(76mm)谢尔比管中保留的一段未受干扰的样品周围建立渗透仪的组件套件. 试样不需要挤压, 确保对粉质或沙质材料或敏感土壤层理结构的干扰最小. ASTM或AASHTO文件不包括测试方法, 但它允许对最低程度干扰的标本进行持续或落头测试. 使用大型切管器将一段管切至最大长度为6in(152毫米), 或者带锯. 端盖在样品的每一端都有用于水流入和出口的端口,用于连接到双管压力计. 螺纹杆固定渗透计总成.
  6. 双环渗透仪双环渗透计 测量土壤入渗率在现场岩土和环境应用,如大坝和水库设计或液体废物和浸出研究. 接下来是恒定的头部测试 ASTM D3385 并在均匀细粒土上得到了最优结果. 两个金属环同心定位,并在测试地点被打入地面. 将测试环注满水后, 两个马里奥特管装置保持液体在一个恒定的水平. 在测试过程中观察到的管内体积变化决定了渗透速率. 虽然这个速率是测量流体在土壤中的运动, 如果对水力特性有相当多的先验知识,它只能与渗透系数或水力传导系数直接相关. 尽管如此,测试提供的信息是有价值的,它的用途是公认的.

要阅读更多关于这些产品的信息,请访问我们的 土壤渗透性测试设备 页面.

什么是土壤渗滤测试?

渗透(“perc”)测试是一种简单的现场测试类型,通常由当地卫生部门要求,以选择一种类型的化粪池系统用于细粒土壤中的住宅或商业应用.

如何进行Perc测试?

典型的程序是使用  土钻 或后孔挖掘机挖一个洞大约18至30英寸(457至762毫米)深, 装满水, 还要监控它的排空时间. 在各地的监管机构中,这种方法有几十种不同的形式, 所以这里不可能给出明确的程序. perc测试的结果可能受到许多因素的影响,因此对于大多数科学或工程应用来说,它们被认为是不可靠的.

我们希望这篇博客已经回答了您关于如何为您的土壤渗透性测试应用选择方法和设备的问题. 请loveBet爱博体育下载的经验 技术支持团队 详细信息.

关于作者本·巴克斯