渗透系数的常用测定方法有哪些
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和变水头法两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。 如图：
试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后，量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V，则
V = Q*t = ν*A*t
根据达西定律，v = k*i，则
V = k*（△h/L）*A*t
从而得出
k = q*L / A*△h=Q*L /( A*△h)
常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小，渗透水量很少，用这种试验不易准确测定，须改用变水头试验。
变水头试验法就是试验过程中水头差一直随时间而变化，其装置如图：水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要高度后，开动秒表，测记起始水头差△h1，经时间 t 后，再测记终了水头差△h2，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数 k 的表达式。
设试验过程中任意时刻 t 作用于两段的水头差为△h，经过时间dt后，管中水位下降dh，则dt时间内流入试样的水量为
dVe = －a dh
式中 a 为玻璃管断面积；右端的负号表示水量随△h的减少而增加。
根据达西定律，dt时间内流出试样的渗流量为：
dVo = k*i*A*dt = k*（△h/L）*A*dt
式中，A——试样断面积；L——试样长度。
根据水流连续原理， 应有dVe = dVo，即得到
k = （a*L/A*t）㏑（△h1/△h2）
或用常用对数表示，则上式可写为
k = 2.3*（a*L/A*t）lg（△h1/△h2）
2. 野外现场测定法
渗水试验(infiltration test)一般采用试坑渗水试验，是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。 是试坑底嵌入两个铁环，增加一个内环，形成同心环，外环直径可取0.5米, 内环直径可取0.25米。试验时往铁环内注水，用马利奥特瓶控制外环和内环的水柱都保持在同一高度上，（例如10厘米）。根据内环取的的资料按上述方法确定松散层、岩层的渗透系数值。由于内环中的水只产生垂直方向的渗入，排除了侧向渗流带的误差，因此，比试坑法和单环法精确度高。内外环之间渗入的水，主要是侧向散流及毛细管吸收，内环则是松散层和岩层在垂直方向的实际渗透。
当渗水试验进行到渗入水量趋于稳定时，可按下式精确计算渗透系数（考虑了毛细压力的附加影响）：K(渗透系数)= QL/ F(H+Z+L)。
式中：
Q-----稳定的渗入水量(立方厘米/分)；
F------试坑内环的渗水面积(平方厘米)；
Z-----试坑内环中的水厚度(厘米)；
H-----毛细管压力（一般等于岩土毛细上升高度的一半）(厘米)；
L-----试验结束时水的渗入深度（试验后开挖确定）(厘米)。
渗透系数的测定方法有哪些？
GB/T
1038-2000
塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法
压差法
ASTM
D1434
测定塑料薄膜和薄片透气性能的测试方法
ISO
2556
塑料.在大气压力下薄膜和薄板的气体透过率的测定.测压法
ISO
15105-1
塑料.薄膜和薄板.气体传输率的测定.第1部分压差法
JIS
K7126
塑料薄膜及薄板的透气性试验方法
YBB00082003气体透过量测定法
CNAS包装安全检测实验室兰光检测多种气体多种材质的渗透系数
土的原位测试技术的种类
土的原位测试方法很多，但可以归纳为下列两类：
（1）土层剖面测试法（logging or stratigraphic profiling methods）。它主要包括静力触探、动力触探、土的压入式板状膨胀仪测试及电阻率法等。土层剖面测试法具有可连续进行测试、快速、经济的优点。
（2）专门测试法（specific test methods）。它主要包括载荷测试、旁压测试、标准贯入测试、抽水和注水实验及十字板剪切测试等。土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程性质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。其精度一般可超过钻探和室内试验成果的精度。土的专门测试法和土层剖面测试法，经常配合使用，点面结合，既提高了勘测精度，又加快了勘测进度。表1—1为土的各种原位测试技术方法及其适用范围和所得指标的精度。此表基本按测试价格由低到高排列。前半部基本为剖面法，后半部基本为专门测试法。
从表1—1中可以看出，土的原位测试技术种类较多，且都有一定的适用范围，应根据实际情况加以选用。其中，静力触探测试和旁压测试应用得最广，精度也高，将重点加以介绍。
表1—1 土的原位测试技术的适用范围及精度一览表
续表
注：A—很适用；B—适用；C—精度较差；——不适用；U—土的孔隙水压力；φ—土的内摩擦角；Cu—土的不排水抗剪强度；Dt—砂土相对密度；Co—土的压缩系数；Cv—粘土固结系数；K—土的渗透系数；G—土的剪切模量；E—土的压缩模量；K0—土的侧压力系数；OCR—土的超固结比。
在以后的章节中，每章按先概述后谈细节的统一写法贯穿始终。概述中主要写每种测试技术的发展史，国内外应用概况、种类及优缺点，以便读者对该测试技术有一总体了解。细节部分写每一种测试技术的方方面面，深入细致地论述各种问题，以便读者通过阅读可指导实践，学会应用或研究问题。细节部分写作顺序是测试基本原理、设备、操作要点、成果整理、影响测试成果精度的主要因素及相应的操作注意事项及对策，以及工程应用。
无数实践经验和理论计算证明，土的工程性质试验成果和精度，会因土类、状态、试验方法和技巧的不同而有较大出入。在测试方法中，以原位测试方法最为可靠，所求测试成果精度最高。工程设计中的土工计算成果的可靠性，主要取决于所选计算参数（土的工程性质测试指标）的准确性，所选参数精度的重要性远比所选的计算方法要重要得多。因此可以说，在工程勘察中，不进行原位测试是没有质量保证的；特别是在大型工程勘察中，它是不可缺少的手段。有了高质量的原位测试成果，才能进行可靠的工程设计，既不过于保守，浪费大量资金，又不过于冒险，造成安全问题。所以原位测试技术受到越来越大的重视。以全国性勘察规范和地基基础设计规范为例，自1974年11月1日起试行的全国通用的《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）只在附录中列进了触探试验与单桩的静载荷试验要点，只在正文中“容许承载力”一节提到载荷试验与触探试验。自1978年5月1日起试行的全国通用的《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ21-77）在正文中列进了触探、载荷和十字板试验，并在附录中第一次列出静力触探试验要点，并较多地列出了单桥静力触探与动力触探指标与土的主要力学性质指标的关系。自1990年1月1日起施行的国家标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）在附录中增设了地基土载荷试验要点、岩基载荷试验要点、标准贯入与轻便触探试验要点，与（TJ7-74）规范比较，原位测试比重增加了。自1995年3月1日起实施的《岩土工程勘察规范》（GB500 21-94）第一次将原位测试单独列为一章，计有载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试及块体基础振动测试。绝大部分为土体原位测试，本书都已包括。该规范中的原位测试技术比重已远远超过（TJ21-77）规范，并对各项测试技术的适用范围、仪器主要部件的规格、测试要点、成果分析与应用等作了规定。此外，自80年代后期以来，各项原位测试技术规程也陆续出台，主要有原水电部《土工试验规程》（SDI28-86）第二分册（原位测试部分），铁道部《静力触探技术规则》（TBJ37-93），建设部《PY型预钻式旁压试验规程》（JGJ69-90）等行业标准。从以上资料可以看出，原位测试技术的重要性正在逐渐被广泛承认，测试技术逐渐成熟，相应法规日趋完善，它将发挥越来越大的作用。
在阅读本书过程中，对初学者来说，建议既要掌握测试方法，又要懂得原理和应用。因为学会测试方法，才会使用仪器设备进行工程勘察和研究；懂得了原理和影响精度的因素，才能提高测试精度和灵活运用，避免测试的盲目性；懂得成果的应用才是原位测试的目的所在，也是指导测试的原则。对于技术人员和研究人员，书中大量公式和图表可供参考，原理、问题讨论及影响测试精度的因素等提供了深入研究的空间，也会使读者从中受益。
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