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
1.实验前必须认真预习,明确目的、要求,了解内客、步骤及有关原理、方法。
2.实验中听从教师指导。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。
3.实验结束后,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(实习)报告。
实验一 孔隙与水
一、实验目的
1.加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 2.熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 二、实验内容
1.熟悉给水度仪并对仪器进行标定。
2.测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。 三、实验仪器和用品 1.给水度仪见图。
2.十二指肠减压器,用以抽吸气体。 3.量筒(25m1)和胶头滴管。
4.松散岩石试样: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
1.调整出水管,使得侧管与隔离板上平面水平。
2.打开A、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.孔隙度测量: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)=
4.给水度测量: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(=
5.持水度:孔隙度与给水度之差。 6.重复上述步骤,做另外两种砂样。 五、实验成果
1.完成实验报告表(表1-1)。 2.思考题:
(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: 砂样体积 cm 透水石选用负压值: cm 退水量 (ml) 累计退水时间 (min) 孔隙度 (%) 给水度 (%) 持水度 (%) 备 注
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
1.通过稳定流条件下的渗流实验,进一步理解渗流基本定律—达西定律
2.加深理解渗流速度、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
1.了解达西实验装置。
2.根据达西公式: 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.达西仪 如图2-1
2.试样粒径 粗砂(粒径 mm)。
中砂(粒径。 细砂(粒径
3.秒表、量筒、直尺等。
图2-1 达西实验装置示意图
四、实验步骤
1.测量仪器的几何参数: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。
2.调试仪器: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。同时.打开排气口排尽试样中的气泡。
3.测定水头:待a、b测压管读数稳定后.读出各测压管的水头值,记入表2-1中。
4.测定流量: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。