常水头渗透试验和变水头试验区别是什么

常水头渗透试验和变水头渗透试验在试验原理、操作步骤、适用范围以及数据处理等方面存在显著差异。本文将对这两种试验方法进行全面介绍，并探讨它们之间的主要区别。

常水头与变水头渗透试验的区别

1、试验原理：常水头渗透试验保持水头差恒定，通过测量渗透液的流出量计算渗透系数；而变水头渗透试验则通过测量水头随时间的变化率来计算渗透系数。

2、操作步骤：常水头渗透试验在装样、饱和、调节水位等方面相对简单；变水头渗透试验则需要更精确地控制水头变化，并测量时间间隔和水头变化量。

3、适用范围：常水头渗透试验主要适用于粗颗粒土；变水头渗透试验则适用于细粒土和渗透系数较小的粘性土。

4、数据处理：常水头渗透试验的数据处理相对简单，直接利用达西定律计算渗透系数；变水头渗透试验则需要考虑水头变化率的影响，并进行更复杂的计算。

5、试验精度：由于细粒土的渗透性较小，直接测量渗透液的流出量误差较大。变水头渗透试验在测量细粒土渗透系数时具有更高的精度。

常水头渗透试验

常水头渗透试验是一种基于达西定律的渗透试验方法，其核心在于保持试验过程中水头差恒定，从而简化渗透系数的计算过程。常水头渗透试验利用常水头渗透装置，在保持水头差不变的情况下，测量渗透液的流出量，进而计算出渗流速度和水力梯度，最终得出渗透系数。达西定律是试验的理论基础，即渗透流速与水力梯度成正比，与土的渗透系数也成正比。

常水头渗透试验主要适用于粗颗粒土，如砂土、碎石土等。这类土的渗流孔径较大，渗透系数一般也较大。常水头条件下，渗透液的流出量较大，便于测量和计算。试验步骤如下：

1、仪器准备：常水头渗透装置主要包括金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶等部件。确保所有部件连接紧密，无漏水现象。

2、试样制备：选取具有代表性的风干土样，称量并记录质量。将土样分层装入圆筒，每层用木锤轻轻击实，以控制孔隙比。装样过程中，连接供水管和调节管，使试样逐渐饱和。

3、试验操作：待试样饱和后，关闭止水夹，静置数分钟，检查测压管水位是否齐平。然后提高调节管，使其高于溢水孔，分开供水管与调节管。打开止水夹，使水从上部注入圆筒内，形成常水头。

4、数据记录：调节管口位于试样上部1/3处，造成水位差。水即渗过试样，经调节管流出。记录测压管水位，计算水位差。同时，用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复测量一次，确保数据准确性。

5、数据处理：根据达西定律和试验数据，计算渗透系数。注意，试验时的水温应高于室温3～4℃，且规范规定采用水温20℃或10℃时的渗透系数作为标准渗透系数。

变水头渗透试验

变水头渗透试验则是一种在试验过程中水头逐渐下降的渗透试验方法，适用于细粒土和渗透系数较小的粘性土。变水头渗透试验基于达西定律的变形式，即渗透流速与水头变化率成正比。在试验过程中，通过测量水头随时间的变化率，可以计算出渗透系数。

变水头渗透试验主要适用于细粒土，如粉土、粘性土等。这类土的渗透性较小，渗透液的流出量也较小。采用变水头方法，通过测量水头变化率，可以更准确地计算出渗透系数。试验步骤如下：

1、仪器准备：变水头渗透装置主要包括变水头渗透仪、渗透容器、供水瓶、进水管等部件。确保仪器组装正确，无漏水现象。

2、试样制备：根据试验规程，制备原状试样或扰动试样。原状试样通过环刀在土体中切取，扰动试样则通过压实或击实方法制备。试样应饱和至规定程度。

3、试验操作：将渗水石、密封圈放入底座中，将套筒内壁涂一层凡士林，放入土样环刀，刮净多余凡士林置于底座上。连接供水管和调节管，充水至试样顶面。关闭止水夹，静置数分钟，检查测压管水位是否齐平。

4、水头变化测量：供水管向圆筒顶面供水，使水面始终保持与渗透仪顶面齐平。同时降低调节管高度，形成自下向上方向的渗流。固定调节管在某一高度，记录起始水头和时间。经过一段时间后，再测量终止水头和对应时间。同时记录试验时与终止时的水温。

5、数据处理：根据达西定律的变形式，利用水头变化率和时间数据，计算渗透系数。注意，变水头渗透试验中的渗透系数是随时间变化的，需要取平均值或稳定值作为最终结果。