TD50123-CSS型粗粒土水平滲透試驗(yàn)儀使用說明書

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

TD50123-CSS型粗粒土水平滲透試驗(yàn)儀是依據(jù)GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)研發(fā)的專用試驗(yàn)設(shè)備，適用于粗粒土（如砂礫石、卵石等）的滲透特性測(cè)試。本儀器采用滲透水流由左向右的水平流動(dòng)方式，主要用于測(cè)定粗粒土的滲透系數(shù)、干密度、孔隙率、滲透坡降及滲流流速等關(guān)鍵參數(shù)，為水利工程、土木工程等領(lǐng)域中粗粒土的滲透穩(wěn)定性分析提供科學(xué)依據(jù)。

二、技術(shù)參數(shù)

三、儀器結(jié)構(gòu)

本儀器由以下主要部件組成（其余輔助工具由實(shí)驗(yàn)室自行配備）：

機(jī)箱：承載試件桶、供水系統(tǒng)及控制組件的主體框架，提供穩(wěn)定的試驗(yàn)平臺(tái)。

試件桶：內(nèi)徑ф300mm、高600mm的圓柱形容器，用于裝填粗粒土試樣并形成水平滲透通道。

供水設(shè)備：包括不銹鋼水箱（用于儲(chǔ)存試驗(yàn)用水，支持常水頭試驗(yàn)）、橡皮管（連接水箱與試件桶，輸送水流）及提升架（用于精確調(diào)節(jié)水箱高度，控制水頭差）。

量測(cè)設(shè)備：測(cè)壓管（用于監(jiān)測(cè)滲透過程中各測(cè)點(diǎn)的壓力水頭變化，分析滲透坡降）。

控制組件：按鈕開關(guān)（含點(diǎn)動(dòng)上升/下降、復(fù)位、啟動(dòng)等功能鍵）及高度設(shè)置面板（用于設(shè)定目標(biāo)水位高度）。

四、操作說明

（一）控制面板功能操作

點(diǎn)動(dòng)上升：按住此鍵，水位平臺(tái)（供水箱）緩慢上升；松開后停止上升。

點(diǎn)動(dòng)下降：按住此鍵，水位平臺(tái)緩慢下降；松開后停止下降。

復(fù)位：按下此鍵，水位平臺(tái)自動(dòng)下降至下限位（初始位置）。

啟動(dòng)：按下此鍵，水位平臺(tái)快速上升至預(yù)設(shè)的目標(biāo)高度（需提前通過“高度設(shè)置”輸入數(shù)值）。

高度設(shè)置：點(diǎn)擊“設(shè)置高度”按鈕，通過數(shù)字輸入試驗(yàn)所需的水位高度值，確認(rèn)無誤后按“OK”保存設(shè)置。

溫度標(biāo)定：按下“溫度標(biāo)定”按鈕，輸入密碼8888進(jìn)入標(biāo)定界面，根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度輸入當(dāng)前溫度值（用于修正溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響）。

水位標(biāo)定：按下“水位標(biāo)定”按鈕，輸入密碼8888進(jìn)入標(biāo)定界面，根據(jù)實(shí)際水位高度輸入測(cè)量值（用于校準(zhǔn)水位傳感器的準(zhǔn)確性）。

五、使用方法

（一）試樣飽和（關(guān)鍵步驟：排除試樣內(nèi)空氣）

裝樣后測(cè)量：試樣裝填完成后，使用游標(biāo)卡尺或其他量具測(cè)量試樣的實(shí)際厚度（高度）。

水頭飽和法：采用無氣水（若使用自來水，需提前靜置曝氣至少1天以減少溶解氣體）作為試驗(yàn)用水，通過供水箱形成常水頭。初始時(shí)使水箱水位略高于試樣底面位置，隨后緩慢提升水箱（每次提升1cm），待水箱水位與試樣內(nèi)水位齊平時(shí)暫停10分鐘，再繼續(xù)提升。隨著水位上升，水從試件桶底部向右（水平方向）滲入試樣，逐步排除內(nèi)部空氣。

測(cè)壓管連接：水位上升過程中，同步接通對(duì)應(yīng)的測(cè)壓管（確保測(cè)壓管與試樣內(nèi)部連通），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水頭變化。

排氣注意事項(xiàng)：為避免水中氣泡堵塞試樣孔隙（影響滲透系數(shù)準(zhǔn)確性），需保證試驗(yàn)用水溫度不低于室溫；若條件允許，可采用其他排氣措施（如真空飽和輔助）。

（二）荷載施加（可選步驟）

若工程要求在試驗(yàn)過程中對(duì)試樣頂面施加荷載（模擬實(shí)際工況），可通過上蓋板對(duì)試樣施加垂直壓力（水平滲透儀通常通過上蓋板傳遞荷載，具體根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)備調(diào)整）。

（三）滲透試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

初始滲透坡降與遞增值：根據(jù)試樣中細(xì)粒含量初步判斷滲透變形類型（如細(xì)粒含量高易發(fā)生管涌，細(xì)粒含量低易發(fā)生流土），并按以下原則設(shè)置：

管涌破壞：初始滲透坡降宜?。ㄈ?/span>0.02~0.03），遞增值逐步增大（如0.05→0.1→0.15→…）；接近臨界坡降時(shí)，遞增值需進(jìn)一步減?。ㄈ?/span>0.01~0.02）。

流土破壞：初始滲透坡降可適當(dāng)提高（如0.05~0.1），遞增值放大（如0.1→0.2→0.3→…）。

核心目標(biāo)：既測(cè)得試樣臨近變形前的臨界坡降，又確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

（四）試驗(yàn)流程

初始水頭設(shè)置：提升供水箱，使水箱水面高出試件桶的溢水口（上進(jìn)水口），形成穩(wěn)定的常水頭差，從而建立初始滲透坡降。

分級(jí)水頭試驗(yàn)：

管涌土：第一級(jí)水頭初始滲透坡降建議為0.02~0.03，后續(xù)按0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0…梯度遞增（接近臨界坡降時(shí)遞增值減?。?。

非管涌土：初始滲透坡降可適當(dāng)提高（如0.05~0.1），遞增值可放大（如0.1→0.2→0.3…）。

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：每升高一級(jí)水頭后，靜置30分鐘至1小時(shí)，期間進(jìn)行以下操作：測(cè)記各測(cè)壓管水位（精確至毫米），并用量筒測(cè)讀滲水量3次（每次間隔10~20分鐘，取平均值）。

同步測(cè)量水溫與室溫（記錄試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)）。

觀察并記錄試驗(yàn)現(xiàn)象：水的渾濁程度（是否變渾）、是否冒氣泡、細(xì)顆粒是否跳動(dòng)/移動(dòng)/被帶出、土體是否懸浮或整體浮動(dòng)、滲流量及測(cè)壓管水位的變化趨勢(shì)等（詳細(xì)描述并記錄于試驗(yàn)表格中）。

穩(wěn)定判斷與升級(jí)：若連續(xù)3次測(cè)得的水位及滲水量基本穩(wěn)定（波動(dòng)范圍≤允許誤差），且無異?，F(xiàn)象（如細(xì)顆粒突發(fā)流失），則提升至下一級(jí)水頭；否則需延長(zhǎng)當(dāng)前水頭的觀測(cè)時(shí)間。

試驗(yàn)終止：當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一時(shí)結(jié)束試驗(yàn)：

試樣發(fā)生明顯破壞（如管涌土中細(xì)顆粒大量流失，流土土體整體浮動(dòng)或懸?。?；

水頭無法繼續(xù)增加（達(dá)到設(shè)備極限或試樣完全飽和穩(wěn)定）。

六、試驗(yàn)成果整理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與分析應(yīng)嚴(yán)格遵循GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，包括但不限于：

計(jì)算各級(jí)滲透坡降下的滲透系數(shù)（通過達(dá)西定律公式推導(dǎo)）；

確定臨界坡降（管涌起始坡降）與破壞坡降（流土或整體失穩(wěn)坡降）；

繪制滲透坡降-滲流量關(guān)系曲線、滲透坡降-測(cè)壓管水位關(guān)系曲線等；

結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象（如細(xì)顆粒流失位置、土體變形特征）綜合判斷粗粒土的滲透穩(wěn)定性。

七、注意事項(xiàng)與維護(hù)

試驗(yàn)用水：優(yōu)先使用無氣水（或靜置曝氣后的自來水），避免水中溶解氣體影響滲透系數(shù)準(zhǔn)確性；水溫需≥室溫，減少溫度對(duì)氣泡析出的影響。

試樣密封：確保試件桶與各連接部件（如測(cè)壓管、供水管）密封良好，防止?jié)B漏導(dǎo)致水頭不穩(wěn)定。

操作安全：操作按鈕時(shí)避免用力過猛，防止設(shè)備損壞；水位提升過程中需緩慢調(diào)節(jié)，避免水壓突變沖擊試樣。

清潔與保養(yǎng)：試驗(yàn)結(jié)束后，排空供水箱及管路內(nèi)的積水，清理試件桶內(nèi)殘留土樣，保持儀器表面無污漬；長(zhǎng)期不用時(shí)，斷開電源并覆蓋防塵罩。

定期校準(zhǔn)：定期對(duì)測(cè)壓管、水位傳感器及溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)（通過“水位標(biāo)定”“溫度標(biāo)定”功能），確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。