粗粒土垂直滲透變形儀是研究土壤滲透性與力學(xué)特性的核心設備，通過(guò)模擬垂直滲流環(huán)境，可精準測定土壤滲透系數、臨界坡降及變形破壞特征。其操作需嚴格遵循標準化流程，確保數據可靠性。
一、試樣制備與儀器準備
1.試樣選擇與分層裝填：取代表性土樣進(jìn)行顆粒分析，確定級配曲線(xiàn)。試樣需分層裝填，每層厚度根據粒徑調整：砂類(lèi)土2-3cm/層，礫類(lèi)土按大粒徑1.5-2倍控制。裝填時(shí)每層可添加1%-2%水分拌和均勻，避免粗細顆粒分離。例如，某工程采用3層裝填法，每層擊實(shí)后高度誤差控制在±1mm內。
2.
粗粒土垂直滲透變形儀檢查與密封處理：連接下進(jìn)水口與供水管，檢查各部件是否堵塞或漏水。在下透水板上鋪設濾網(wǎng)，沿筒身縫隙涂刷止水材料（如油泥或橡皮泥），確保密封性。開(kāi)啟測壓孔排氣，避免氣泡干擾試驗。
二、試樣飽和與初始條件設置
1.毛細管飽和法：調節供水箱高度，使水位略高于試樣底面，以1cm/次逐步提升，每次穩定10分鐘。接通測壓管，待水從溢流口持續流出，確保試樣浸潤。此時(shí)各測壓管水位應與出水口齊平。
2.滲透坡降初始值設定：根據細粒含量判斷破壞形式：管涌型試樣初始坡降設為0.02-0.03，遞增值0.05-0.10；流土型試樣可適當增大。例如，某黏性土試樣采用初始坡降0.05，遞增值0.10，確保漸進(jìn)式加載。
三、分級加載與數據采集
1.水頭分級提升：每次提升水頭后，保持出水口穩定流30-60分鐘，待滲流量穩定后，用1000ml量筒測讀滲水量3次，間隔10-20分鐘，記錄測壓管水位及水溫。例如，某試驗中水頭從0.1m增至0.3m時(shí)，滲流量在45分鐘后趨于穩定。
2.臨界坡降監測：觀(guān)察出水渾濁度、氣泡及細顆粒移動(dòng)現象。當滲流量突增或測壓管水位異常波動(dòng)時(shí)，及時(shí)減小坡降遞增值。例如，某砂礫石試樣在坡降0.40時(shí)出現細顆粒流失，立即將遞增值從0.10降至0.05。
四、試驗終止與數據處理
1.終止條件：試樣發(fā)生破壞（如管涌通道形成或土體整體浮動(dòng)）或水頭無(wú)法繼續增加時(shí)，終止試驗。對于僅需滲透系數的情況，可在臨界坡降后繼續施加1-2級水頭。
2.數據整理與曲線(xiàn)繪制：以滲透坡降為縱坐標、滲流速度為橫坐標，繪制雙對數坐標曲線(xiàn)。根據曲線(xiàn)斜率變化判斷破壞類(lèi)型（管涌或流土）。例如，某曲線(xiàn)在坡降0.50后斜率突變，表明發(fā)生管涌破壞。
從試樣制備到數據分析，粗粒土垂直滲透變形儀的操作需兼顧精度與規范性。其結果可為堤壩防滲設計、地基處理等工程提供關(guān)鍵參數，助力巖土工程安全與效率提升。
