[发明专利]包气带钻孔常水头注水试验饱和渗透系数测试方法

摘要

本发明涉及包气带岩土饱和渗透系数测试技术，基于包气带渗透特性对井孔水入渗规律的作用效果，提出包气带钻孔常水头注水试验饱和渗透系数测试方法。本发明包括以下步骤：第一步，试验准备、确定试验点并钻孔；第二步，确定测试岩土性质及非饱和渗透特征值；第三步，进行注水试验，并记录试验数据；第四步，数据整理，计算饱和渗透系数。本发明考虑了岩土非饱和渗透特性对井孔入渗的影响，测试结果更准确；给出了不同孔径和土性下入渗系数设计计算表，饱和渗透系数计算更方便，工作效率成倍提高。

主权项

1.一种包气带钻孔常水头注水试验饱和渗透系数测试方法，其特征是：包括以下步骤：第一步，试验准备、确定试验点并钻孔：注水试验钻孔除应符合中华人民共和国水利部颁布的SL291‑2003《水利水电工程钻探规程》有关规定外，钻孔不可使用泥浆钻进，孔底沉淀物厚度在10cm以内，并防止岩土层被扰动；对孔壁稳定性差的钻孔采用花管护壁，钻孔试验段为注水试验中孔内注水范围，试验段要位于均匀的岩土层，试验段高度H在0.6‑2米之间；第二步，确定测试岩土性质及非饱和渗透特征值：采集第一步钻孔所得岩土，根据工程经验或采用粒径分析的方法确定岩土的性质与分类，根据Van Genuchten模型拟合并绘制岩土相对渗透特征曲线，根据关系式(1)计算岩土非饱和渗透特征值F；关系式(1)：关系式(1)中F为岩土非饱和渗透特征值，Kr为相对渗透系数；Ks为饱和渗透系数；Kθ为含水率为θ时的渗透系数；ψ为基质吸力；第三步，进行注水试验，并记录试验数据：钻孔完成后，按照试验段高度H在0.6‑2米之间的要求，向钻孔内注入清水，并保持钻孔内水位恒定不变，用流量计量测注入流量，按照SL345‑2007《水利水电工程注水试验规程》附录A表A.0.3‑1进行记录，并绘制注入流量与时间的关系曲线；量测应符合下列规定：开始每隔5分钟量测一次，连续量测5次；以后每隔30分钟量测一次并至少连续量测6次，当连续2次量测的注入流量之差不大于最后一次注入流量的10％时，试验即可结束；取最后一次注入流量作为计算值；第四步，数据整理，计算饱和渗透系数：采用关系式(2)计算试验岩土的饱和渗透系数；关系式(2)：关系式(2)中Qs为钻孔稳定入渗流量；S为入渗系数；Ks为饱和渗透系数；F为岩土非饱和渗透特征值；R为钻孔半径，H为试验段高度，即钻孔内注水深度；入渗系数S按表1选用，对于R与1/F值不在表中的情况，可以使用线性内插法计算；表1：入渗系数设计计算表表1中钻孔半径R的单位为米。