松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定

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实验三松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定

一实验目的及要求通过本次实验，使学生加深对孔隙度、给水度和持水度概念的理解，掌握室内测定基本方法;

要求学生在实验过程中认真观察和记录，分析本次实验后面的相关问题。二测定方法及原理

松散岩石的孔隙度、持水度与给水度测定方法，通常有高柱仪法和加压法，前者适用于砂和

亚砂;后者则用于粘土及亚粘土。

本实验为高柱仪法(图Ⅰ—1)，用以下两种方法均可求得其相应参数。 (一) 直接测定水量法

根据定义，只要测出装入高柱筒中干试样的体积(V干试样)、试样饱水时所用水的体积(向供水瓶内加入的水和剩余水的体积之差)，即： V饱水=V加水―V剩水

和在重力的作用下试样排出水的体积(V排水)，则试样所保持的水体积(V持水) 为：

V持水=V饱水―V排水

据此，就可求出相应的孔隙度(n)、图Ⅰ—1高柱仪测定装置持水度(sr)和给水度(μ)。 1—高柱筒2—橡胶管3—橡皮塞4—金属网

(二) 间接测定水量法 5—调流量管夹6—接水桶7—供水瓶

先将干试样装入高柱筒，并测出干试样体积(V干试样)，倒出干试样，并将干燥试样称量获得其总重量(W干试样)后，再装入高柱筒，并加水饱和，最后使其在重力的作用下自由流出，直至排尽。根据试样所排出的水量(V排水)、试样饱水时的含水率和重力作用下仍能保持的含水率与试样总重量W干试样，就可求出砂土的V持水及V饱水。然后再由后面式子求出相应的孔隙

度(n)、持水度(sr)和给水度(μ)。

三测定装置(图Ⅰ—1)

漏斗、塑料桶、供水瓶、支撑铁架、流量调节阀、高柱仪、接水桶、样品盒、托盘天平、橡胶塞、牛角勺、烘箱、电子天平。

四测定步骤

1.用滤网垫住高柱筒底部排水孔，将橡胶塞斜面上抹少量凡士林，塞住高柱筒侧壁上各个取样孔。

2.用漏斗向高柱筒中分层加入干燥试样，一边装一边振动，使试样达到最大密实度。装填试样至距离高枉筒顶部孔口约3―5cm为止。

3.测量高柱筒内径和试样柱高度，计算试样体积，并填写记录表在相应测定孔隙度和测定持水度实验数据表Ⅰ—2和Ⅰ—3。

4.用电子天平称取试样总的净重量，并填入相应测定孔隙度和测定持水度实验数据记录表Ⅰ—2和Ⅰ—3。之后将试样按步骤2方法重新分层装填到高柱筒内。

5.将供水瓶排水口用胶塞、玻璃管和胶管连接好，装上流量调节阀并关闭阀门，向瓶内加入2/3容积水，将所加水体积填写在直接测定水量法实验数据记录表Ⅰ—1，并将供水瓶放置在支撑铁架子上。连接供水瓶胶管与高柱仪筒下面水嘴。

6.缓缓开启流量调节阀，使水自下而上流入高柱仪筒中，直至在高柱仪筒顶部孔口试样表面出现水膜为止，此时试样己全部饱和。随即关闭流量调节阀停止供水。

7.从高柱仪筒顶部孔口中用牛角勺取30至50克饱水试样装入己称重并贴上标签的样品盒，放在托盘天平上称量，将称量结果和样品盒重填写在测定孔隙度实验数据记录表Ⅰ—2，之后放入瓷盘中待烘。

8.将接水塑料桶放在高柱仪筒下面，拔开高柱仪筒下面水嘴胶管，使水从高柱仪筒内试样中自由释出，直至排尽为止。