土壤渗透性测试

土壤渗透性

土壤通透性, 也称为水力导电性, 用渗透系数(k)来衡量土壤允许水通过的能力. 由于土壤的颗粒结构和相互连接的空隙的存在，土壤是渗透性物质.

土壤渗透性可通过土壤测绘等经验方法估算, 土壤质地, 或粒度分布. 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. 试验的土壤类型和目的, 精度要求, 试样类型影响试验方法的选择.

具有高渗透系数的材料将允许流体快速通过它们，而具有低渗透系数的材料则不能. 材料渗透性的测量是所有土质结构设计的关键特征, such as structural foundations; embankments; earthen dams; flood management, 污水渗入.

在测试渗透率时，确保满足所有规定条件是很重要的. 排出的水必须处于层流状态，并在标准温度条件下(20℃)以单位水力梯度移动。. 此外，保持压力的一致性也很重要. 某些控制产品对调节测试环境是有用的.

影响土壤渗透性的因素
土壤颗粒之间空隙的结构为水的流动创造了一条便捷的通道, 然而, 其他因素如水力梯度, 土壤类型, 纹理, 粒径分布对渗透率也有影响. 达西定律, 这就决定了土壤渗透性测试的结果, 一个方程是描述流体在多孔介质中的运动的吗. 这个方程定义了土壤的渗透系数或水力传导系数, 通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)是水通过土壤时的速度，单位是米或厘米每秒. 黏土等细粒土壤的数值可能在10-8米/秒左右或更低, 砂砾地层的速度可以达到10-4米/秒甚至更高.

渗透系数通常通过使用两种主要的实验室测试来确定:恒水头渗透测试和降水头渗透测试. 对于高颗粒的土壤，如沙子和砾石, 恒水头法是最好的，即使样品被扰动或重构，也能得到准确的结果. 落头法通常用于细粒土壤，在测试未受干扰的样品时更准确. 这两种方法以不同的方式确定样品的渗透系数.

恒水头渗透性试验:
恒定水头渗透性测试利用顶部有一个储水池来容纳去空气的水，底部有一个储水池来容纳已经通过土壤样品渗透的水的测试装置. 由于样品粒度大，其水力传导速度较快. 渗透率系数可以通过在设定的时间间隔内的压力测量和渗透水的体积来计算, 以及土样的高度和横截面积. 为确保结果准确，请重复测试三次或更多次，找出平均系数.

落头渗透性试验:
降压头渗透性测试使用立管和相对较小的样本量进行. 小样本量是由于测试样本的细粒度性质, 导致水力传导缓慢的原因是什么. 首先将土壤样品放入容器中，并用水浸透. 从那里，样品被连接到充满特定水平的去空气水的立管上. 当立管中的水达到预先确定的水位时，可以计算渗透系数. 计算考虑到了样本的大小, 立管的横截面积, 以及改变水位所需的时间.

土壤渗透性测试设备:

渗透性细胞(挠性壁):
洪堡的HM-4188B渗透性细胞和我们的HM-4199B三轴细胞可用于测量土壤的水力导电性(渗透率)，使用ASTM D5084中描述的几种方法. 这些方法概述了恒定渗透率法和降头渗透率法的几种变化, 包括恒定流量的测试和在控制压力下测量恒定体积的测试. 从谢尔比管中取出的未受干扰的材料以及按规定密度压实到模具中的松散材料可用于这些试验. 一旦获得样品，它就被包裹在乳胶膜中，并放置在充满液体的容器中, 加压试验箱(渗透性或三轴试验箱). 这些电池使用安装在配电板上的阀门和滴定管系统, 比如我们的flexpanel, 哪一种可以对试样的围压进行三维控制, 以及使用的永久性(通常是水). 在整个过程中监测样品的变形和体积变化. 虽然这个测试是标准的和广泛指定的, 它需要大量的样品准备，可能需要几天才能完成.

自动压力控制器
HM-5810是一种自动化的三通道压力控制器，设计用于处理饱和, 三轴试验试样的固结和渗透. 在这种应用中，它也可以单独用于渗透率测试, 消除对配电板的需求, 等. HM-5810是所有你需要成功地进行土壤渗透性测试.

细胞，头部和尾部压力可以设置为0的增量.1 PSI，而体积变化测量为0.0001cc. 渗透流速可设置从1毫升/秒(60毫升/分钟)到小于0.000002毫升/秒(0.00012毫升/分钟). 有三个数据输入通道-每个压力传感器一个, 或者如果你只考虑磁导率, 您只需要一个通道/压力传感器.

HM-5810提供了精确和简化的渗透率设置, 这样就不需要单独的配电板了, 简化油管和控制电缆的设置. 通过使用整体分期平台, HM-5810提供了一个非常紧凑和有组织的设置.

FlexPanels -用于渗透性测试的配电板
洪堡FlexPanels提供了一个简单而高效的分配系统来提供空气, 用于渗透性和三轴试验的水和去空气水. FlexPanel很简单, 简单的配置, 其整体的滴管提供了一个浓缩/紧凑的设计，占用更少的计数器空间比竞争系统与空气/水膀胱.

长, 与较大的FlexPanels相比，洪堡FlexPanels的窄管设计提供了更快的测试处理时间, 较短的滴管系统, 同时提供相同的体积. 这是由于在较窄的滴管中半月板形成的数量减少, 哪个能让水位下降得更快, 读取速度更快. 此外，使用较长/较窄的滴管和刻度刻度0.02ml，也提供了一个更容易阅读和更准确的规模.

FlexPanels还具有偏置调节器和桥. 当围压和背压增加时，偏置调节器保持压差. 通过使用一个调节器，桥架可以同时控制底压和顶压. 该功能最大限度地减少了操作时间，并减少了在测试过程中打开和调整调节器的误差范围. 洪堡FlexPanel系统由5个独立的面板配置组成, 哪些可以分组在一起，以适应从1到6单元设置.

恒定/下降水头渗透率计 & 测试集
恒定/落头渗透仪允许选择在恒定或落头条件下测试颗粒土，但不符合当前的ASTM测试标准. 然而，它们确实符合历史上的ASTM标准D2434. 用于颗粒土，用降头法测定水层流的渗透系数. 紧凑和便携式单位包括一个弹簧纳入顶帽适用5-10磅. 对筛网施加力，防止土壤密度变化. 端盖和夹紧环是阳极氧化铝. 每个单元都配有阀门和穿孔筛管.

压实渗透仪
压实渗透仪用于测定粘土、砂土和砾石土的渗透性. 它们可在4“或6”(102或152毫米)普罗克特土壤湿度/密度压实模具提供的上部和下部板配有阀门和端口，使模具的功能作为一个渗透计. 恒压头或降压头渗透性测试可以直接在使用标准压实方法成型的Proctor或California轴承比(CBR)压实样品上进行. 多孔石在样品的两端提供排水. 这些渗透器和测试方法在ASTM D5856中有涵盖. 在使用, 双管压力计连接到进口和出口端口，以测量通过样品的去空气水的流量.

谢尔比管渗透计
谢尔比管渗透仪允许您在谢尔比管内执行渗透性测试，而无需移除样品. 此测试方法不符合ASTM或AASHTO标准, 但它提供恒定或下降的头部测试对最小的干扰标本. 适用于无粘性材料和砂. 建议在试验结束后将试件抛射，并检查有无孔洞或较大的骨料, 哪些可能会影响测试结果. 两套端盖适合在谢尔比管内胆长达6“长. 每个端盖都装有阀门，用于控制渗透剂通过试样的流量, 与多孔石一起，防止物质流入并堵塞阀门. 端盖是阳极氧化铝. 包括o形环，连杆，夹紧旋钮，和油管.

谢尔比管渗透仪是组件套件，用于在3“(76毫米)谢尔比管中保留的未受干扰的样品的一部分周围建立渗透仪. 试样不需要挤压, 确保对粉质或沙质材料或敏感土壤的层理结构的干扰最小. ASTM或AASHTO文件不包括测试方法, 但它允许在最小干扰的标本上进行恒定或下降的头部测试. 使用大型管材切割器将一段管材切割至最大长度6英寸(152毫米), 或者带锯. 端盖在样品的每一端都有进水和出水端口，用于连接到双管压力计. 螺纹杆固定渗透率计总成.