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水文地质实验指导书
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水文地质实验指导书
中国矿业大学资源与地球科学学院
2009年2月
目录
实验一孔隙与水
实验二达西渗流实验
实验三砂土中水的毛细运动
实验规则
,明确目的、要求,了解内客、步骤及有关原理、方
法。
。认真操作,细心观察,及时记录;积极思考,主动讨
论,培养综合分析问题的能力。
,按要求整理好仪器和样品。实事求是地整理原始资料,按时完
成并提交实验(实****报告。
2:.
实验一孔隙与水
一、实验目的
、给水度和持水度的概念。
、给水度和持水度的方法。
二、实验内容
。
、给水度和持水度。
三、实验仪器和用品
。
,用以抽吸气体。
(25m1)和胶头滴管。
:砾石(粒径为5—10mm,大小均匀,磨圆好);砂(粒径为
一;砂砾混合样(把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试样)。
砂样筒
进
水
管
出水管
A
B
四、实验步骤
,使得侧管与隔离板上平面水平。
、B开关,从进水管进水,让漏斗和隔离板充满水(出水管有水排出
即可)。
3:.
:关闭A、B开关,砂样筒装砂并量体积V。打开A开关,给砂
样筒补水,直到砂样饱和为至,记录进水量V1,即为砂样中孔隙的体积。
孔隙度(n)=
:关闭开关A,打开开关B,饱和砂样的重力水会从出水管流出,水
流停止即可。出水量V2即为排出的重力水。
给水度(=
:孔隙度与给水度之差。
,做另外两种砂样。
五、实验成果
(表1-1)。
:
(1)从试样中退出的水是什么形式的水退水结束后,试样中保留的水是什么形式
的水
(2)根据实验结果,分析比较松散岩石的孔隙度、给水度、持水度与粒径和
分选性的关系。
表1-1孔隙与水实验报告表
砂样
名称
粒径
(mm)
进水量
(ml)
累计饱水时间(min)
仪器编号:
退水量
砂样体积cm
(ml)
透水石选用负压值:cm
累计退水时间
(min)
孔隙度
(%)
给水度
(%)
持水度
(%)
备注
4:.
5:.
报告人:
班级:
同组成员:
实验日期:年月日
实验二达西渗流实验
一、实验目的
,进一步理解渗流基本定律—达西定律
、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
。
:测定不同试样的渗透系数.
Q—渗透流量;ω—过水断面面积:△H一上下游过水断而的水头,L渗透途
径,I--水力梯度。
三、实验仪器及用品
-1
(粒径mm)。
中砂(粒径。
细砂(粒径
、量筒、直尺等。
图2-1达西实验装置示意图
四、实验步骤
:分别测量过水断面面积、测压管a、b的间距或渗透路
径(L):记入表2-1。
:打开进水开关,待水缓慢充满整个试样,且出水管有水流出后,
慢慢拧动开关,调节进水量,使a、b两测压管读数之差最大。
口排尽试样中的气泡。
:待a、,记入表2-1
中。
6:.
:在进行步骤3的同时,利用秒表和量筒测量t时间内水管流出的
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%,取平均值
记入表2-1中。
、b测压管的读数,重复步骤3和4,取得3-5
组数据。
,并抄录其它小组另外两种不同试样的实验数据(有条
件的,可分别做不同的试样)。
注意:
(1)实验过程中要及时排除气泡。
(2)为使渗透流速一水力梯度(V一I)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
(表2-1).
,并分别用这些曲线求渗透系
数K值,与直接据附表中实验数据计算结果进行对比。

(1)为什么要在测压管水位稳定后测定流量
(2)比较不同试样的K值,分析影响渗透系数K值的因素。
(3)讨论三种试样的V—I曲线是否符合达西定律试分析原因。
表2-1达西渗流实验报告表
仪器编号:过水断面面积(ω)
cm
渗流途径(L)
cm
水力梯度(I)渗透速度(V)
土实
样验渗透渗透流量渗透流速
测压管水头
水头差(cm)水力梯度渗透体积
名次时间(cm/s)(cm/s)
△H=H1-H2V(cm)
H1(cm)H2(cm)cm/
称数t(s)
1
2
3
4
5
1
7:.
2
3
4
5
1
2
3
4
5
实验日期
报告人
组号
同组成员
实验三砂土中水的毛细运动
一、实验目的
了解包气带中水毛细水的贼存与运动特征。
二、实验内容
、比较不同粒径砂样的毛细上升速度。
。
三、实验仪器及用品
。
、短玻璃管(长度分别为:30--50cm、5—8cm)。长管上
标有刻度。
:①粗砂粒径—
②中砂粒径—
③细砂粒径—
。
(25×25cm)。
(25mL)。
四、实验步骤
甲、观测砂土中水的毛细上升速度

选择一种砂样,均匀密实地装入长玻璃管内。

8:.
将装有试样的玻璃管放入水槽内的透水石上,使玻璃管的下端紧贴水面,同时
起动秒表。迅速准确地记录对应不同毛细上升高度的时间记入表3-1。初期每上
升1cm观测一次时间,2分钟后每上升观测一次时间。也可记录对应不同时刻
的毛细上升高度。总之,初期观测频率应尽可能密,后期适当变疏。
注意:进行此步骤时,小组成员应配合好。
,做另外两种不同粒径的试样。
乙、毛细饱和带水的运移实验
,记入表3-2。

分别把同一种砂样均匀密实地装入短管中,并使砂样与管口平齐。(所选砂样不
宜过细,其最大毛细上升高度应小于长管长度,毛细饱和带高度应大于或等于
短管长度)。

将长管垂直缓慢地浸入水中,饱水后提起用干布擦干外壁,手持长管使其在重
力作用下滴水,直至重力水排完。

将短管垂直缓慢地浸入颜色水中,使其充分饱水后提起。用干布擦干外壁。观
察此时短管饱水情况及短管是否滴水,并比较长、短管的颜色。
、短管相接后的给水体积V2
待长管停止滴水后,将长管下端紧压在短管上端使二者密接,并用量杯承按滴
出的水。滴水停止后,将流出的水体积V2记入表3-2,同时观察短管饱水情况
及颜色,对比流出的水与塑料杯中水的颜色是否不同。
五、实验成果
、乙两实验报告表(表3-1和表3-2)。
(cm)与时间(s)的关系曲线。

(1)比较甲实验得出的三种砂样的毛细上升高度与时间关系曲线。指出初期及后
期三种砂样的毛细上升速度自大而小的顺序,并分析其原因。
(2)长短管相接后滴出的水相当于原先存在于管中的哪一部分水V2/V1×100%这
一数值表征什么
(3)在实验乙中,短管饱水后提起为什么不滴水而与长管相接后为什么又滴水
表3-1砂土中水的毛细上升速度实验报告表
岩性:岩性:岩性:
累积毛细上累积毛细上累积毛细上
备注
序号时间升高度序号时间升高度序号时间升高度
(s)(cm)(s)(cm)(s)(cm)
9:.
实验日期
报告人
同组成员
表3-2毛细饱和带水的运移实验报告表
长短管相
短管短管短管
接后滴水
岩性长度高度体积
备注
体积
(cm)(cm)V1(cm)
V2(cm)
10:.
实验日期
报告人
同组成员
11