1、水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實驗,多媒體影視教學(xué)課件,文字編輯： 曹繼星 影視制作：曹繼星 配 音：曹繼星 實驗操作：周淑敏 技術(shù)指導(dǎo)：劉金峰 技術(shù)顧問：李 鐸,前 言 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實驗是水文與水資源工程、環(huán)境工程、土木工程、資源勘查、勘查技術(shù)與工程等專業(yè)學(xué)生今后從事地下水研究必備的基本手段和技能, 通過實驗可提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。,實驗三 毛細(xì)水上升高度測定,毛細(xì)水是賦存在包氣帶巖石空隙中的地下水, 它同時承受著重力和毛細(xì)力的共同作用。最受人類關(guān)注的主要是地下水面以上的支持毛細(xì)水, 它分布在包氣帶下部形成毛細(xì)水帶, 毛細(xì)水上升高度決定著該帶的厚度。 飽水帶的地下水只所以能沿,毛細(xì)空隙上升,

2、主要是受毛細(xì)力的牽引。毛細(xì)力是發(fā)生在巖石介質(zhì)空隙中固、液、氣三相界面上的一個向上的力, 它是由巖石顆粒表面張力和水的作用產(chǎn)生的。形成指向彎液面凹側(cè)向上的附加表面壓強, 該附加壓強因彎液面上凹而向上, 為一負(fù)值, 稱為毛細(xì)負(fù)壓。因此, 凹液面所受的大氣壓,強要比水平液面小一個毛細(xì)壓強, 相當(dāng)于凹液面之下存在一個與毛細(xì)壓強相等的真空值。所以, 可認(rèn)為該毛細(xì)負(fù)壓力就是一個向上的彎液面力。該彎液面力抵抗著大氣壓力和重力使水沿毛細(xì)管上升, 直至液柱重力與之平衡。若換算成水柱高度可表示為：,h = 0.03 / D 式中, h為水柱最大毛細(xì)上升高度(單位：m); D為毛細(xì)管的直徑(單位：mm)。 由上式看

3、出,毛細(xì)管直徑越小,水的毛細(xì)上升高度越大,反之則越小。因而在大孔隙的粗砂中, 毛細(xì)管直徑較大, 毛細(xì)水上升高度,較小, 而細(xì)砂、粘土, 由于孔隙直徑較小, 毛細(xì)水上升高度則較大。 巖石中毛細(xì)水上升高度對于研究包氣帶水運動、大氣降水入滲補給地下水、農(nóng)田灌溉、鹽堿地改良、地下水污染及工程建筑地基處理設(shè)計與穩(wěn)定性評價等, 都具有重要意義。 松散巖石的毛細(xì)水上升高度,測定方法, 有直接觀察法和卡明斯基儀法。前者適用于粗砂和中砂, 后者則適用于粉砂和粘土。 一、直接觀察法 該法是將試樣裝入有刻度的玻璃管中,管的底部縛有濾網(wǎng),并放置于盛水槽中, 直接觀測毛細(xì)水的上升高度。,玻璃管架,鐵皮水槽,帶刻度玻璃管

4、,1、測定裝置,2、測定操作步驟,3、實驗數(shù)據(jù)記錄表,4、實驗數(shù)據(jù)整理 將記錄表中數(shù)據(jù), 在同一座標(biāo)紙上分別繪出粗砂、中砂、細(xì)砂和極細(xì)砂的毛細(xì)水上升高度與時間關(guān)系曲線。該曲線可用如下經(jīng)驗式表示： Hn = m t,上式中, n一般大于2, m隨土質(zhì)而異?？衫米鲌D分析方法分別確定三條曲線的實用經(jīng)驗式。 將上式兩邊取對數(shù)得： lgt = nlgH lgm 顯然上式為一線性方程, 將所測的t 和H取對數(shù), 然后在雙對數(shù)紙上作其關(guān)系曲線, 其直線的斜率為n, 截距為lgm。取其反對數(shù)就可求出m來。,lgt,lgH,(lgH1 , lgt1),(lgH2 , lgt2),lgt2 lgt1 n = tg = lgH2 lgH1, lgm,二、卡明斯基儀測定法 1、原理 該法是根據(jù)彎液面力能產(chǎn)生一定負(fù)壓力, 使供水中的靜水壓力小于外界大氣壓力。其壓差所支持的毛細(xì)水柱高度即為被動的毛細(xì)力支持的下降水柱高度, 用連通管等壓面原理就可進(jìn)行測定。,2、測定裝置,濾網(wǎng),鐵夾子,調(diào)流量閥,固定鐵架子,鐵架子,接水桶,A,B,3、測定步驟,4、實驗數(shù)據(jù)記錄表,三、撰寫實驗報告 包括直接觀測法和卡明斯基儀測定法的實驗體會和