1、实验二 达西渗流实验一、实验目的1. 通过稳定流渗流实验，进一步理解渗流基本定律达西定律。2. 加深理解渗透流速、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法。二、实验内容1. 了解达西实验装置与原理。2. 测定三种砂砾石试样的渗透系数 K。3. 设计性实验利用横卧变径式达西仪测定试样渗透系数 K。三、实验仪器及用品1. 达西仪实验原理：达西公式：Q = KA DH = KAI ，式中Q 渗透流量，A过水断面面积，DH 上下游L过水断面的水头差，L渗透途径和 I水力梯度。各项水力要素可以在实验中直接测量，利用达西定律求取试样的渗透系数 K。2. 达西仪（图 2-1），分别装有不
2、同粒径的均质试样：砾石（粒径 510mm）；粗砂（粒径 0.60.9mm）；砂砾混合（与的混合样）。3. 秒表。4. 量筒（100ml,500ml 各一个）。5. 计算器。6. 水温计。图 2-1 达西仪装置图四、实验步骤1. 测量仪器的几何参数（实验教员准备）分别测量过水断面面积 A、测压管 a、b、c 的间距或渗透途径(L)；记入实验二表中。2. 调试仪器打开进水开关，待水缓慢充满整个试样筒，且出水管有水流出后，慢慢拧动进水开关，调节进水量，使 a、c 两测压管读数之差最大。同时注意打开排气口排尽试样中的气泡，使测压管 a、b 的水头差与测压管 b、c 的水头差相等（实验教员准备，学生检查
3、）。3. 测定水头待 a、b、c 三个测压管的水位稳定后，读出 a、c 两个测压管的水头值，记入实验二表中。4. 测定流量在进行步骤 3 的同时，利用秒表和量筒测量 t 时间内出水管流出的水体积，及时计算流量Q。连测两次，使流量的相对误差小于 5相对误差d = Q2 - Q1 100% ，取平均值(Q1 + Q2 ) / 2记入实验二表。5. 由大往小调节进水量，改变 a、b、c 三个测压管的读数，重复步骤 3 和 4。6. 重复第 5 步骤 l3 次。即完成 35 次试验，取得某种试样 35 组数据。7. 换一种试样，选择另台仪器重复上述步骤 36 进行实验，将结果记入实验二表中。8. 按记
4、录表计算实验数据，并抄录其它一组另外不同试样的实验数据(有条件的，可做三种试样)。9. 实验中应注意的问题：（1） 实验过程中要及时排除气泡。（2） 为使渗透流速水力梯度（vI）曲线的测点分布均匀，流量（或水头差）的变化要控制合适。五、实验成果1. 提交实验报告计算表（实验二用表）。2. 在同一坐标系内绘出三种试样的 vI 曲线，并分别用这些曲线求渗透系数K 值，与直接据实验二表中实验数据计算结果进行对比。3. 思考题（1） 为什么要在测压管水位稳定后测定流量？（2） 讨论三种试样的 vI 曲线是否符合达西定律？试分析其原因。（3） 将达西仪平放或斜放进行实验时，其结果是否相同？为什么？（4）
5、 比较不同试样的 K 值，分析影响渗透系数 K 值的因素。实验二 达西渗流实验记录表仪器编号：08/10/04；过水断面面积(A)：176.6/146.6/176.6cm2；渗透途径：20cm土样名称次数水力梯度(I)渗透流速(v)渗透系数测压管水头水头差/cm H=Ha-HcI=H/L渗透时间(t)/s渗透体积(V)/cm3渗透流量(Q)/cm3s-1渗透流速(v)/cms-1K=v/I cms-1Ha/cmHc/cm08 砂砾混合样(0.4-0.6mm、 5-10mm) A:176.6cm2140.3826.5611.37110237.5025.4710.4985332.9923.7316
6、.36108427.1221.4231.52125519.5318.36155.7212810 砂样 (0.4-0.6mm) A:146.6cm2140.2020.199.52275235.3819.349.87232330.4818.2410.18180425.0016.9011.53138519.5115.6029.2016504 砂样 (0.6-0.9mm) A:176.6cm2125.820.819.80336.0224.420.225.25323.0322.819.630.20296.5421.619.245.15337.5520.518.755.33291.0备注：实验数据为水文地质学基础MOOC 开课小组提供。实验报告日期； 报告人； 注册号（网站学习）实验二用纸
