本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中渗透试验-变水头渗透试验
1一般规定
1.1土样应为饱和的细粒土。当只进行压缩试验时，可用于非饱和土。
1.2渗透性较大的细粒土，可进行快速固结试验。
2本试验所用的仪器设备应符合下列规定：
TD137-NQ系列全自动气动固结试验仪（通道数可定制）
固结容器：由环刀、护环、透水板、加压上盖和量表架等组成。环刀、透水板的技术性能和尺寸参数应符合现行国家标准《土工实验仪器环刀》SL 370切土环刀及相关标准的规定(图2.1)。
✅加压设备：可采用量程为5kN～10kN的杠杆式、磅秤式或其他加压设备，其最大允许误差应符合现行国家标准《土工试验仪器固结仪第1部分：单杠杆固结仪》GB/T 4935.1、《土工试验仪器固结仪第2部分：气压式固结仪》GB/T 4935.2的有关规定。
✅变形测量设备：百分表量程10mm,分度值为0.01mm,或最大允许误差应为士0.2%F.S的位移传感器。
✅其他：刮土刀、钢丝锯、天平、秒表。
3、标准固结试验应按下列步骤进行：
3.1根据工程需要，切取原状土试样或制备给定密度与含水率的扰动土试样。制备方法应按本标准第4.3节、第4.4节执行。
3.2冲填土应先将土样调成液限或1.2倍～1.3倍液限的土膏，拌和均匀，在保湿器内静置24h。然后把环刀倒置于小玻璃板上用调土刀把土膏填入环刀，排除气泡刮平，称量。
3.3试样的含水率及密度的测定应符合本标准第5.2.2条、第6.2.2条的规定。对于扰动试样需要饱和时，应按本标准第4.6节规定的方法将试样进行饱和。
3.4在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样小心装人护环，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。
3.5为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1kPa的预压压力，然后调整量表，使读数为零。
3.6确定需要施加的各级压力。加压等级宜为12.5kPa、25kPa、50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、800kPa、1600kPa、3200kPa。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力100kPa～200kPa。
3.7需要确定原状土的先期固结压力时，加压率宜小于1,可采用0.5或0.25。最后一级压力应使e-lgp曲线下段出现较长的直线段。
3.8第1级压力的大小视土的软硬程度宜采用12.5kPa、25.0kPa或50.0kPa(第1级实加压力应减去预压压力)。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa。
3.9如系饱和试样，则在施加第1级压力后，立即向水槽中注水至满。对非饱和试样，须用湿棉围住加压盖板四周，避免水分蒸发。
3.10需测定沉降速率时，加压后宜按下列时间顺序测记量表读数：6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h和24h至稳定为止。
3.11当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结24h或试样变形每小时变化不大于0.01mm。测记稳定读数后，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。
3.12需要做回弹试验时，可在某级压力(大于上覆有效压力)下固结稳定后卸压，直至卸至第1级压力。每次卸压后的回弹稳定标准与加压相同，并测记每级压力及最后一级压力时的回弹量。
3.13需要做次固结沉降试验时，可在主固结试验结束继续试验至固结稳定为止。
3.14试验结束后，迅速拆除仪器各部件，取出带环刀的试样。需测定试验后含水率时，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水，测定其含水率。
4、固结试验各项指标计算应符合下列规定：
1试样的初始孔隙比e0应按下式计算：
e0=[ρwGs（1+0.01w0）]/ρ0-1
式中：e0——初始孔隙比。
2各级压力下固结稳定后的孔隙比e;应按下式计算：
ei=e0-（1+e0）
式中：ei——某级压力下的孔隙比；
∑Δh;——某级压力下试样的高度总变形量(cm);
h0—试样初始高度(cm)。
3某一压力范围内的压缩系数a应按下式计算：
av=（e0-e0+1）/（pi+1-pi）×10³
式中：av——压缩系数(MPa-1);
pi——某一单位压力值(kPa)。
4某一压力范围内的压缩模量E,和体积压缩系数m应按下列公式计算：
Es=（1+e0）/av
mv=1/Es=av/（1+e0）
式中：Es——压缩模量(MPa);
mv——体积压缩系数(MPa-¹)。
5压缩指数Cc及回弹指数Cs(Ce即e-1gp曲线直线段的斜率。用同法在回弹支上求其平均斜率，即Cs)应按下式计算：
Cc或Cs=（ei-ei+1）/（lgpi+1-lgpi）
式中：Cc——压缩指数；
Cs——回弹指数。
2.4以孔隙比e为纵坐标，单位压力p为横坐标，绘制孔隙比与单位压力的关系曲线。
2.5原状土的先期固结压力pc的确定方法可按图2.5执行，用适当比例的纵横坐标作e-lgp曲线，在曲线上找出最小曲率半径Rmin点O。过O点作水平线OA、切线OB及∠AOB的平分线OD,OD与曲线的直线段C的延长线交于点E,则对应于E点的压力值即为该原状土的先期固结压力。
2.6固结系数Cv应按下列方法求算：
1时间平方根法：对于某一压力，以量表读数d(mm)为纵坐标，时间平方根√t(min)为横坐标，绘制d-√t曲线(图2.6-1)。延长d-√t曲线开始段的直线，交纵坐标轴于ds(ds称理论零点)。过ds绘制另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍，则后一直线与d-√t曲线交点所对应的时间的平方根即为试样固结度达90%所需的时间t90。该压力下的固结系数应按下式计算：
Cv=0.848h²/T90
式中：Cv——固结系数(cm²/s);
h——最大排水距离，等于某一压力下试样初始与终了高度的平均值之半(cm);
T90——固结度达90%所需的时间(s)。
2时间对数法：对于某一压力，以量表读数d(mm)为纵坐标，时间在对数(min)横坐标上，绘制d-lgt曲线(图2.6-2)。延长d-lgt曲线的开始线段，选任一时间t₁,相对应的量表读数为d₁,再取时间t2=t1/4,相对应的量表读数为d₂,则2d₂—d₁之值为d0。如此再选取另一时间，依同法求得d0₂、d0₃、d04等，取其平均值即为理论零点d0。延长曲线中部的直线段和通过曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d100,则d50=（d0+d100）/2,对应于d50的时间即为试样固结度达到50%所需的时间t50。该压力下的固结系数Cv应按下式计算：
Cv=0.197h²/t50
式中：t50——固结度达50%所需的时间(s)。
2.7对于某一压力，以孔隙比e为纵坐标，时间在对数(min)横坐标上，绘制e-lgt曲线。主固结结束后试验曲线下部的直线段的斜率即为次固结系数。次固结系数应按下式计算：
Ca=-Δe/lg（t2/t1）
式中：Ca——次固结系数；
Δe——对应时间t₁到t₂的孔隙比的差值；
t₁、t₂——次固结某一时间(min)。
2.8标准固结试验的记录格式应符合本标准附录D表D.26~表D.28的规定。
