什么叫土的渗透性
土渗透性(permeability of soils)水在土孔隙中渗透流动的性能。表征土渗透性指标为渗透系数。土中的水受水位差和应力的影响而流动,砂土渗流基本服从达西定律。粘性土因为结合水的黏滞阻力,只有水力梯度增大到起始水力梯度,克服了结合水黏滞阻力后,水才能在土中渗透流动,粘性土渗流不符合达西定律。
土力学的重要研究内容
流体在土体孔隙中的流动特性。它是土的主要力学性质之一。土渗透性是土力学的重要研究内容,这是因为:①土木工程、水文地质、农业、水利、环境保护等领域的许多课题都与土的渗透性密切相关;②土的三个主要力学性质,即强度、变形和渗透性之间,有密切的相互关系,使渗透性的研究已不限于渗流问题本身;③土的渗透性同土的其他物理性质常数相比,其变化范围要大得多,且具有高度的不均匀和各向异性性质。
土渗透性
分类
土的渗透性一般按土的渗透系数分类,如表1。
表1 土的渗透性分类
透水程度
高渗透性
中渗透性
低渗透性
极低渗透性
实际不透水
渗透系数K(cm/s)
10-1
10-1~10-3
10-3~10-5
10-5~10-7
10-7
土力学中所涉及的大多数对象,都适用于达西渗流定律。粗粒料,如堆石体等,密实粘土或可以自由流动的细颗粒土,可能越出达西定律适用范围。
测定 ***
土的渗透系数(即渗透性指数)的测定 *** 很多,可归纳为直接法和间接法两类:直接法包括常水头法和变水头法试验,前者适用于渗透性较大的土,后者适用于渗透性较小的土;间接法包括根据固结试验成果计算和根据颗粒大小分布计算,前者适用于粘性土,后者适用于无粘性土。试验 *** 又可分为实验室测定和现场测定两类。各种试验 *** 的适用范围见表2。
表2 土的渗透系数测定 *** 适用范围
影响因素
影响砂性土渗透性的主要因素为渗透流体和土的颗粒大小、形状、级配以及密度。渗透流体的影响主要是粘滞度,而粘滞度又受温度影响。温度越高,粘滞度越低,渗流速度越大。土颗粒的影响是颗粒越细,渗透性越低;级配良好的土,因细颗粒充填大颗粒的孔隙,减小孔隙尺寸,从而降低渗透性。土的密度增加,孔隙减小,渗透性也会降低。影响粘性土的渗透性的主要因素为颗粒的矿物成分、形状和结构(孔隙大小和分布),以及土-水-电解质体系的相互作用。粘土颗粒的形状为扁平的,有定向排列作用,因此渗透性具有显著的各向异性性质。渗透性的毛管模型表明,渗透流速与孔隙直径平方成正比,而单位流量与孔隙直径的四次方成正比。孔隙率相同的粘性土,粒团间大空隙占高比例的结构的渗透性,比均匀孔隙尺寸的结构的渗透性大得多,粘性土的微观结构和宏观结构对渗透性影响很大,因此,实险室内的测定结果并不能反映实际的土体情况。层状粘土水平方向的渗透性往往远大于垂直方向;而黄土和黄土状土中,由于垂直大孔隙发育,其中的垂直方向的渗透性大于水平方向;裂缝粘土由于存在裂缝 *** ,所以渗透系数接近于粗砂,且具有严格的方向性。研究实际土体的渗透性时,必须注意它的特殊规律。
实验室测定土的渗透系数 *** ,从原理来讲可分为 和 两种
从试验原理上大体可分为”常水头法“和”变水头法“两种!
另请参考:
渗透系数的测定 *** 主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验 *** 很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和”变水头法“两种。
常水头试验法 就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。 如图:
[常水头法测渗透系数k]
试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V,则
V = Q*t = ν*A*t
根据达西定律,v = k*i,则
V = k*(△h/L)*A*t
从而得出
k = V*L / A*△h*t
常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小,渗透水量很少,用这种试验不易准确测定,须改用变水头试验。
变水头试验法 就是试验过程中水头差一直随时间而变化,其装置如图:
[变水头法测渗透系数]
水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。试验时,将玻璃管充水至需要高度后,开动秒表,测记起始水头差△h1,经时间 t 后,再测记终了水头差△h2,通过建立瞬时达西定律,即可推出渗透系数 k 的表达式。
设试验过程中任意时刻 t 作用于两段的水头差为△h,经过时间dt后,管中水位下降dh,则dt时间内流入试样的水量为
dVe = -a dh
式中 a 为玻璃管断面积;右端的负号表示水量随△h的减少而增加。
根据达西定律,dt时间内流出试样的渗流量为:
dVo = k*i*A*dt = k*(△h/L)*A*dt
式中,A——试样断面积;L——试样长度。
根据水流连续原理, 应有dVe = dVo,即得到
k = (a*L/A*t)㏑(△h1/△h2)
或用常用对数表示,则上式可写为
k = 2.3*(a*L/A*t)㏒(△h1/△h2)
土壤检测 *** 国家标准大全
1 GB 11728-1989土壤中铜的卫生标准
2 GB 12297-1990石灰性土壤有效磷测定 ***
3 GB 12298-1990土壤有效硼测定 ***
4 GB 15618-1995土壤环境质量标准
5 GB 19062-2003销毁日本遗弃在华化学武器土壤污染控制标准(试行)
6 GB 19615-2004销毁日本遗弃在华化学武器环境土壤中污染物含量标准(试行)
7 GB 6260-1986土壤中氧化稀土总量的测定对马尿酸偶氮氯膦分光光度法
8 GB 7172-1987土壤水分测定法
9 GB 7173-1987土壤全氮测定法(半微量开氏法)
10 GB 7833-1987森林土壤含水量的测定
11 GB 7836-1987森林土壤更大吸湿水的测定
12 GB 7838-1987森林土壤渗透性的测定
13 GB 7839-1987森林土壤温度的测定
什么是土的渗透性
土壤渗透性亦称“土壤透水性”。[1]即土壤对地表水的渗透能力。是影响土壤侵蚀的主要性状之一。决定于土壤的质地、结构、孔隙、湿度、剖面构型等因素。一般质地较粗、结构性好、孔隙较大、湿度较小的土壤,渗水比较容易,透水性大,地表径流量则减少。反之,土壤渗水慢、透水性小,地表径流量则增大,对土壤的浸蚀作用也就增强。土壤剖面构型中,如上一下各层的透水性能不一致时,土壤渗透性常由透水性最小的一层决定。透水性较小的一层距地面愈近,这种作用愈大,因而愈容易引起比较强烈的水土流失。
土壤渗透性[1]是描述土壤入渗快慢的极为重要的土壤物理特征参数之一,土壤渗透性越好,地表径流就会越少,土壤流失量就相应减少。土壤渗透性的测定 *** 较多,如双环法、环刀法、定水头渗透仪法、变水头渗透仪法、模拟降雨法、土柱法、钻孔法、稳定通量法及渗透桶法,但田间测定土壤渗透性一直是土壤水动力学研究中的一大难题,虽然双环法比较通用,但耗水耗时而且费力,野外测定十分不便。应用双环法对黄土丘陵区土壤不同利用方式(果园、农地、灌木、草地、林地)下的土壤渗透性进行了对比研究,并对比分析了该 *** 的优缺点。结果表明:在该试验条件下,不同利用方式下土壤的孔性及渗透性有明显差别。土壤有效孔径以灌木地更大,为农地的 5.7倍,果园的3.5倍;其次为林地和草地,为农地的4倍多,果园的 2.5倍多。果园的最初入渗率更大,是林地的3倍草地的5倍。
土壤的渗透性反映了土壤的松紧程度,土壤越紧密,其渗透性就越差,水分运动越慢,污染物的迁移能力也就越差,反之,土壤越松散,其渗透性就越好,水分运动较快,污染物的迁移能力也就越快。[2]
稳定入渗率大小顺序
稳定入渗率大小顺序为:果园农地灌木草地林地。灌木地的导水率是农地的 1.5倍,是林地的3倍多;草地和果园的土壤导水率是农地的1.2倍,是林地的2.8倍。两种 *** 测定的入渗率结果具有显著的线性相关性。说明圆盘入渗仪法适合于黄土丘陵区各种利用类型土壤的入渗测定。
不同利用方式土壤的孔性
土壤总孔隙度、孔隙大小分布及弯曲度---即土壤孔隙的几何性状,对土壤导水率及持水特性有直接的影响。土壤学中所说的孔隙直径,是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,叫做当量孔径或有(实)效孔径。有效孔径与土壤水吸力呈反比,孔隙愈小则土壤水吸力愈大。每一当量孔径与一定的土壤水吸力相对应。宏观毛管长为平均孔隙长度,它是一个概化值,它简化了多维土壤入渗的计算。宏观毛管长越大,毛细管对入渗的影响就越大(相对于重力的影响而言)。土壤孔性受其质地、土粒排列松紧及有机质含量影响。
在本试验条件下,土壤不同利用方式下士壤孔性有明显差别。草地的孔隙度更大,农地和
灌木地次之,果园较小,林地最小。有效孔径以灌木地更大,为农地的5.7倍,果园的3.5倍;其次为林地和草地,为农地的4倍多,果园的2.5倍多;果园较小,农地最小。就宏观毛管长而言,农地果园草地、林地灌木。以上结果表明,灌木地和草地的土壤水吸力最小,而农地和果园的土壤水吸力较大。相对于灌木地和草地,农地和果园的土壤水入渗受土壤毛管的影响更大[3]。
0条大神的评论