DB21/T 1564.10-2007 岩土工程勘察技术规程 注水试验规程

辽宁省地方标准

一「、注水试验规程

Specificationforinjectiontest

DB21/TI564.10-2007

主编单位:辽宁有色勘察研究院

批准部门:辽宁省建设厅

施行日期:2008年01月12日

2007沈阳

1总则

1.0.1为了统→测定包气带松散岩土掺透性的试验方法，

提高试验成果的质量，为工程设计和施工提供可靠的参数，特制

订本规程O

1.O.2注水试验方法可用于评价岩士渗透性，分为试坑法

(包括单环注水法和双环白流注水法)、钻孔法(包括钻孔阵本

头法和钻孔常水头法)。试坑法一般在地下水位埋探大于5m时

较为适宜:钻孔阵水头法，选用于地下水位上、下各类土层;钻

孔常水头法，适用于地下水位以下强渗透士层O

1.0.3岩土渗透性注水试验，除应符合本规程外，尚应符

合有关现行国家标准的规定。

2术语、符号

2.1术语

2.1.1渗透系数

反映岩土渗透性能的指标，物理意义为当水力坡度为1时的

地下水流速O

2.1.2单环注水试验

通过高20cm、直径30-50cm的铁环进行的注水试验。适用

于测定毛细管作用不大的砂士层。

2.1.3观环白流注水试斡

通过直径分别为25cm租50cm、高为20cm的两个铁环进行

的注水试验。双环法适用于粘性土和粉土层。

2.1.4缓冲层

试坑底铺一定厚度的小砾石层。

2.1.5钻孔降水头注水试瞌

钻孔中水头随时间逐渐消散的注水试验。采用捕后时间和掺

.268.

透方式，按达西走律确定试验士层的水平向、垂直向和平均有效

的渗透系数。适用于地F水位上、下各类土层。

2.1.6钻孔常点头注水试就

钻孔中水头固定的注水试验。适用于地下水位以f~.虽渗透性

土层。

2.1.7滞后时间

钻孔中注满水后，出现韧始水头并以初始流量进行渗透，随时

间水头H逐渐消散，当水头H消散为零时所甫的时间〔

2.2符号

。稳定疏量

k渗透系数

F一渗透面积

t、t1，t2一观测时间

Fo←内环面积

Z、Z]、Z2水头高或水位探度

Ha-试验土中的毛细压力

S一渗透深度

H一一水头高度

HQ初始水头高度

111、H2一分别为观测时间t)、t2时的水头高度

A-注水管内径截面积

q。一初始流量

T一滞后时间

q一稳定流量

Hc固定水头高度

l一注人水量

kh一水平向渗透系数

k.一垂直向渗透系数

km一平均有效渗透系数

.269.

D一注水管内径

L一试验段或试验土柱长度

K~一套管内土柱洁、料垂直渗透系数

m一传导比

η一垂直向传导比

Sr一试验土层最终饱和度

n一试验土层孔隙度

Fι一试验段与注水管的形状系数

3仪器设备

3.1试坑注水试验设备

3.1.1唯环注水法的试验设备主要有高20cm、直在30-

50cm的铁路l个，流量水桶2个以及量杯、胶皮管和计时钟表等。

3.1.2双环自流注水法的试验设备主要有直径分别为25cm

和50cm、高为20cm的铁环各1个，流量瓶(容量为乱，并带

有刻度的玻璃瓶)2个及放置流量瓶的支架、计时钟表等。

3.2钻孔注水试验设备

3.2.1钻孔降水头注水试验的主要设备有钻机、机具、套

管(φ108-146mm)、计时钟表、水位计和加重布卷尺等。

3.2.2钻孔常水头注水试验的主要设备有钻机、机具、套

管(φ108-146mm)，计时钟表，水表或流量箱。

4操作方法

4.1单环注水法

4.1.1试验准备工作

l在拟定的试验位置上，挖一个方形或圆形试坑至预定深

.270.

度，在坑的底部再挖一个注水试坑，深度15-20cm时，坑底应

修平，并确保土层的原状结构;

2放入铁环，使其与试坑底紧密接触，在其外部用粘土填

实，确保四周不漏水2

3在坑底铺厚度为2-3cm的小砾石作为缓冲层;

4将流量桶水平放置在注水试坑边，接上胶管，将钳夹夹

于胶管下部，然后向流量桶注满清水。

4.1.2操作方法

1松开钳夹，向试坑内注水，待坑内水头高度达到lOcm

时.ì式验即正式开始，记录时间和流入桶内的水量P

2试验时必须保持lOcm水头，其波动幅度不得大于±

O.5cm;

3试验开始后，按5min、lOmin、15mìn、20min、30min的

时间间隔测记渗水量，以后每隔30min测记1次，直至试验终

止，记录格式应符合附录A的规定:

4每次观测流量。的精度应读到O.lL;

5试验过程中，随时绘制流量Q与时间t的关系曲线，当

每隔30min观测1次的流量与最后到内平均流量之差不大于

10%时，即可视为稳定，结束试验。

4.2双环白流注水法

4.2.1流量瓶的安装:将瓶中装满清水，用带两个孔的胶

塞塞住，孔中插入2根细玻璃管(管端切成斜口)，短的供水

用，长的进气用(图4.2.1)。

4.2.2试验准备工作:

1在拟定的试验位置上，挖一试坑至预定深度;

2将两个铁环，按同心圆压人坑底，深约5-8巾，并确保

试验土层的原状结构;

3在内环及肉、外环之间铺上2-3cm的小啄石，作为缓

冲层;

.271.

圈4.2.1双环注水试验设备安装及工作示意圄

4水头高度保持lOcm，安装瓶架;

5在距试坑约3-4m处打一个比坑底探3-4m的钻孔，并

每20cm取扰动试样·件，测定天然含水量。

4.2.3试验方法

1向内环及内、外环之间同时注人10阮惆cJ

上流量瓶，使其自动供水。开始自动供水后，当保持lOcm的常

水头时，试验正式开始。

试验时将两个流量瓶分别倒放在内环及内、外环之间的水面

t，其中通气的细璇璃管口离试坑底lOcm，使它刚好沉入水面

之F;给水玻璃管插入水面以下2-3cm，注入的水量则由瓶上

的刻度读得。

2在整个试验过程中必须使内环和内、外环之间的水头高

度保持-玫。

3试验正式开始以后，按5min、lOmin、15min、20min、

30min的时间间隔测记棒水量，以后每隔30min测记1次，直至

试验终止，记录格式应符合附录B的规定。

4试验过程中，应随时绘制流量Q与时间s的关系曲线。

当符合4.l.2中5条时，即可视为稳定，再延续4h试验即可结

.272.

束。

5试验结束后，立即掏出环内积水，在试坑中心打一个深

3~4m的钻孔，并每隔20cm取扰动士试样一件，测定试验后士

的含水量。

4.3钻孔降水头注水试验

4.3.1试验准备工作

l注水试验应采取有效的止水措施，确保套管F部与孔壁

之间不漏Jj(，以保证所得渗透系数的准确性。止水方法一般有栓

塞止水法、粘士J1:水法及气囊止水法等，有成功经验时也可采取

其他方法止水。

2用钻机钻孔，按预定探度下套管，如遇地下水时应采用

清水钻进，孔底沉淀物不得大于5cm。为防止试验土层被扰动，

应在于L底填15cm厚的砾石垫层。

4.3.2试验方法

l向套管内注入清水，使管中水位高出地下水位→定高度

或至套管顶面，试验正式开始，记录注水时间和水头高度。

2管中水头F降值的观测时间，按30日间隔测5min，1min

间隔测10min。然后按水头F降速度决定，一般可按5-lOmin

间隔进行。总观测时间不少于lh，对于较强的透水土层，观测

时间间隔和总观测时间可适当缩短。记录格式应符合附录D的

规定。

3试验过程中，随时在半对数纸上绘制水头比(去)与时

间(t)的关系图。当观测点在图上有明显的线性关系时，说明

试验正确;如不呈线性关系，说明试验有误，应重新注水并进行

观测。

4当试验士层为弱透水层，观测点有10个以上皆在直线上

H

时，可采用将该直线外延与瓦=0.37横线相交的办法来确定滞

.273•

后时间，不必观测很长时间，即可停止试验。

4.4钻孔常水头注水试验

4.4.1试验准备工作与铀孔降水头注水试验4.3.1相同。

4.4.2试验方法

1用带水表的注水管或流量箱连续向套管内注入清水，使

管中水位高于地下水位一定高度或至管口保持固定，测出高出地

下水位的固定水头矶，并记录时间和水表(或流量箱)读数，

正式开始试验。

2试验时必须保持固定水头Hc不变，其波动幅度不得大

于1.Ocm。

3先按1min间隔测5min，再按5min间隔测到30min，以

后每隔30min测1次，直到最后两个h平均流量之差不大于10%

时，视为流量稳定，终止观测。记录格式应符合附录D的规定。

试验过程随时绘制流量q与时间t的关系曲线。

5资料整理

5.1试坑注水试验

5.1.1单环注水法资料整理

1检查原始记录，并绘制Q=f(t)曲线图。

2根据试验结果，按下式(5.1.1)计算渗透系数:

k=手(5.l.1)

式中k一渗透系数(crr山nin);

Q→稳定流量(cm3/min);

F一渗透面积，即试坑的底面积(cm2)。

3除计算渗透系数k外，尚应绘制注水试验综合成果表。

5.1.2双环自流注水法资料整理

.274.

l枪查原始记录，并绘制Q=!(t)曲线图c

2根据试验结果，按式(5.1.2)计算渗透系数k:

QS

k=~，~x:::(5.1.2)

Fo(Z+S+Ha)

式中F。一内环面积(当D=25cm时，F=491cm2);

Z-水头高度(Z=lOcm);

Ha一试验士中的毛细压力值，它大约等于毛细上升最大

高度的50%，其值按表5.l.2选用;

S一从试坑底算起的普入深度，可通过试验前后两个钻孔

士的含水量变化对比确定。

毛细压力值表5.1.2

士的名称毛细压力值(m)士的名称[毛细压力值(m)

粘土1.00细砂。.20

粉股粘土0.80中砂。.10

粉士0.40阳O.60粗砂0.05

粉砂0.30

5.2钻孔注水试验

5.2.1钻孔降水头注水试验资料整理

1确定滞后时间O滞后时间T是指孔中注满水后，出现初

始水头H。并以初始流量qo进行渗透，随时间水头H逐渐消散，

当水头H7肖散为零时所需的时间。

H

滞后时间的确定，可用←=0.37时所对应的时间，也可用

Ho

图解法和计算法确寇ω

H

(1)图解法。在1n(::)-t关系图上，最佳拟合直线与

Ho

Z=037横线相交点所对应的时间即为捕后时阳(图