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(shè)備，通過(guò)模擬垂直滲流環(huán)境，可精準(zhǔn)測(cè)定土壤滲透系數(shù)、臨界坡降及變形破壞特征。其操作需嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程，確保數(shù)據(jù)可靠性。
一、試樣制備與儀器準(zhǔn)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(jí)配曲線(xiàn)。試樣需分層裝填，每層厚度根據(jù)粒徑調(diào)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(xì)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(nèi)。
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(shè)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(cè)壓孔排氣，避免氣泡干擾試驗(yàn)。
二、試樣飽和與初始條件設(shè)置
1.毛細(xì)管飽和法：調(diào)節(jié)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(wěn)定10分鐘。接通測(cè)壓管，待水從溢流口持續(xù)流出，確保試樣浸潤(rùn)。此時(shí)各測(cè)壓管水位應(yīng)與出水口齊平。
2.滲透坡降初始值設(shè)定：根據(jù)細(xì)粒含量判斷破壞形式：管涌型試樣初始坡降設(shè)為0.02-0.03，遞增值0.05-0.10；流土型試樣可適當(dāng)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(jí)加載與數(shù)據(jù)采集
1.水頭分級(jí)提升：每次提升水頭后，保持出水口穩(wěn)定流30-60分鐘，待滲流量穩(wěn)定后，用1000ml量筒測(cè)讀滲水量3次，間隔10-20分鐘，記錄測(cè)壓管水位及水溫。例如，某試驗(yàn)中水頭從0.1m增至0.3m時(shí)，滲流量在45分鐘后趨于穩(wěn)定。
2.臨界坡降監(jiān)測(cè)：觀察出水渾濁度、氣泡及細(xì)顆粒移動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)滲流量突增或測(cè)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(xiàn)細(xì)顆粒流失，立即將遞增值從0.10降至0.05。
四、試驗(yàn)終止與數(shù)據(jù)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(xù)增加時(shí)，終止試驗(yàn)。對(duì)于僅需滲透系數(shù)的情況，可在臨界坡降后繼續(xù)施加1-2級(jí)水頭。
2.數(shù)據(jù)整理與曲線(xiàn)繪制：以滲透坡降為縱坐標(biāo)、滲流速度為橫坐標(biāo)，繪制雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)曲線(xiàn)。根據(jù)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(shù)據(jù)分析，粗粒土垂直滲透變形儀的操作需兼顧精度與規(guī)范性。其結(jié)果可為堤壩防滲設(shè)計(jì)、地基處理等工程提供關(guān)鍵參數(shù)，助力巖土工程安全與效率提升。
