壓水實驗裝置

③ 為了探究影響液體壓強大小的因素，小明採用了量杯，微小壓強計和水的實驗裝置。其中微小壓強計可以反映壓

步驟：
1、把微小壓強計的探頭放入燒杯中某一位置，向燒杯中倒入適量的水，記下U型管兩側液面高度差的大小。
2、把微小壓強計的探頭向上提起一段高度，記下U型管兩側液面高度差的大小。
3、把微小壓強計的探頭再向上提起一段高度，記下U型管兩側液面高度差的大小。
現象：U型管兩側液面高度差的越來越小。

步驟：
1、取三個底面積大小不同的燒杯，向燒杯中倒水，使三個燒杯中水的深度相同。
2、把微小壓強計的探頭分別放入三個燒杯中深度相同處，觀察U型管兩側液面高度差的大小。
現象：U型管兩側液面高度差的大小相同。

④ 如圖為「研究水的沸點跟水面氣壓關系」的實驗裝置，當用注射器給正在沸騰的水打氣加壓時，可以看到水____

⑤ u型管測液體壓強探究方法

（1）液體壓強計就是利用U形管中液面的高度差來體現壓強的，壓強越大，U形管液面高度差越大；壓強計測量液體壓強時，就是通過橡皮膜來感知壓強的，通過橡膠管中氣體壓強的變化來改變U形管中液面高度差的．
（2）研究在同一深度，液體向各個方向的壓強是否相等，她應控制凡是影響液體壓強的其他因素：保證同種液體、同一深度，改變的是要研究的因素：金屬盒在液體中的方向，因而使探頭朝向各個方向．
（3）若要探究液體內部壓強與深度的關系，應將壓強計金屬盒放入水中不同深度，分別測出三次深度值，並同時記下相應的壓強值．
（4）實驗中將探頭放進不同密度液體中同一深度處，「不同密度液體中」說明改變液體密度這一因素，「同一深度處」說明這個因素不變，由此可知這是探究液體的壓強跟液體的密度的關系．
故答案為：（1）高度差；（2）各個方向；（3）不同深度；（4）液體的密度．

⑥ 如下圖所示為小明同學「研究水的沸點跟水面氣壓關系」的實驗裝置，水沸騰後，撤去酒精燈。發現水的沸騰停

⑦ 實驗方案設計

一、 實驗內容

考慮不同庫水升降條件下,「浸泡—風干」循環作用對岩石試樣實驗, 對每一期試樣進行單軸或三軸實驗, 得出在不同水位升降條件下對岩體力學參數的影響規律, 及在不同「浸泡—風干」循環期次作用下力學參數劣化規律。

二、 試驗岩樣

試驗所用砂岩取自三峽庫區秭歸沙鎮溪鎮白水河滑坡, 為侏羅繫上沙溪廟組砂岩。在同一個岩層開出較大片的岩塊, 並在現場切割成小塊運回試驗室鑽心取樣。 根據《工程岩體試驗方法標准》(GB/T50266—99)、 《水利水電工程岩石試驗規程》(SL264—2001)以及國際岩石力學學會推薦標准, 同時滿足RMT-150C岩石力學試驗系統三軸試驗岩樣規格要求, 經過細心切磨製成尺寸為Φ50mm×100mm圓柱形試件。 試樣的精度嚴格滿足規范要求: 高度、 直徑偏差≤±0.3mm, 試件兩端面不平整度≤±0.05mm(圖5-1)。

岩石礦物鑒定結果為絹雲母中粒石英砂岩(圖5-2), 孔隙式鈣質膠結結構, 基質具微細鱗片變晶結構的中粒砂狀結構。 岩石由石英、 長石、 岩屑、 雲母等組成。 碎屑組分有燧石岩屑, 次角-次圓狀, 粒徑0.3mm, 佔10%; 石英碎屑, 次角-次圓狀, 均勻分布,粒徑0.3～0.5mm, 佔80%; 基質組分為絹雲母, 佔10%。

圖5-9 有壓岩石溶解儀的結構圖

圖5-10 水壓力室俯視圖

圖5-11 控制箱

YRK-1岩石溶解試驗儀為本試驗開發的一種模擬庫水壓及庫水升降條件下岩石溶解試驗儀, 下面將對該儀器進行詳細的介紹。

(1)一種模擬庫水壓力條件的儀器的研製

本實驗儀器為一種模擬庫水壓力狀態下水-岩作用的實驗裝置, 模擬蓄水後庫岸岩(土)體所受水壓力環境, 通過考慮不同水壓力及水位升降條件下的岩石-水作用的浸泡實驗, 研究庫水條件下的水-岩作用及力學損傷特徵。 為了達到上述目的, 本儀器製作由岩石溶解室(壓力室), 動、 靜水模擬控制系統, 壓力控制系統, 壓力感測帶等組成。

水壓力室: 主要由底座、 圓柱形水壓力室和蓋板組成, 底板與蓋板之間分布有八根加固螺栓, 通過密封墊圈將圓柱形水壓力室固定在底座和蓋板之間。水壓力室採用不銹鋼和有機玻璃製作, 以便承受較大壓力。

壓力控制系統: 由內部壓力傳導系統和外部壓力控制系統組成。在水壓力室底部安裝一個壓力感測帶與外部壓力控制系統相接, 該壓力感測帶與外部壓力控制系統相連; 外部壓力控制系統由供壓裝置和高精度壓力表以及壓力傳導管道組成, 通過高精度壓力表將15MP壓力轉變為0～1.4MP(量程范圍)的壓力傳遞到壓力感測帶(穩壓狀態), 通過壓力感測帶將壓力傳遞給水, 進而控制水壓力室中的水壓, 滿足實驗要求達到的壓力狀態。

動、 靜水模擬控制系統: 該系統由穩壓電源、 直流電機、 葉輪組成。 直流電機安裝在水壓力室的底板下部, 通過轉軸與水壓力室內部的葉輪相連。 可以模擬在動水狀態下岩石的溶解特徵, 也可以模擬在靜水狀態下岩石的溶解特徵; 同時, 通過控制直流電機轉速進一步模擬在不同動水狀態下岩石的溶解特徵。 與壓力控制系統組合可以進一步模擬在水庫庫水壓力狀態下(具有一定的流速情況下)的水-岩作用。 同時在水壓力室下部設置水樣採集口, 通過水樣分析研究岩石溶解特徵。

(2)岩石溶解儀操作步驟

a. 壓力室放置試樣。 首先將制備好的岩樣放入水壓力室內, 分層直立或橫卧擺放;蓋上蓋板並將加固螺栓擰緊, 固定好。

b. 壓力室充水。 通過進水管向水壓力室內注水, 注水期間將放氣螺絲打開, 將水壓力室內空氣排除, 直至水漫出注水管後, 封閉進水管, 擰緊放氣螺絲。

c. 控制壓力室水壓力。 連接外部壓力控制系統與內部壓力控制系統, 確認連接完成後, 將總控箱中的氣源壓力調節閥全部放開(擰至最松位置), 放氣閥放到「開」的位置。 緩慢旋轉氣源壓力調節閥, 按照實驗要求調節壓力, 並通過外部壓力系統通過壓力傳到裝置將壓力傳遞給水, 保證水-岩作用是在一定庫水條件下進行。

d. 取出試樣。 完成一個實驗周期之後(實驗流程要求), 獲取試樣之前, 首先關閉總氣源(氮氣瓶), 按照試驗流程調節閥慢慢將氣源壓力減小, 打開放氣閥以及放氣螺絲,使殘余氣體放出。 開放水樣採集口, 獲取足夠水樣供分析。 取出岩樣做相應分析。

(3)岩石溶解試驗儀的特點

該儀器製作的優點是: 結構簡單、 易操作、安全可靠, 可以模擬庫區岩體所處不同水壓力環境, 根據需要保持或調節水壓力狀態模擬庫水位升降; 設置動、 靜水模擬控制系統, 以模擬庫水擾動; 設置取水管道, 以便分析離子濃度的變化。

該儀器可以模擬在庫水升降條件及水壓力狀態下岩石所處的水環境, 為研究庫水條件下水-岩作用機理及力學特性而提供一套室內實驗平台。

⑧ 如圖丙為「研究水的沸點跟水面氣壓關系」的實驗裝置，當用注射器給正在沸騰的水打氣加壓時，可以看到水__

（1）當用注射器給正在沸騰的水打氣加壓時，可以看到水不再沸騰，這是因為用注射器給正在沸騰的水打氣，增加了水面上的氣壓，沸點升高．
這個現象表明：水面氣壓增大，水的沸點升高．
（2）汽化的兩種方式為蒸發和沸騰．在沸騰過程中，生成大量的氣泡，氣泡在上升過程中體積變大．
故本題答案為：不再；升高；汽化；甲．

⑨ 實驗五 承壓水模擬演示

一、實驗目的

1. 熟悉有關承壓水的基本概念。

2. 增強對承壓水的補給、排泄和徑流的感性認識。

3. 練習運用達西定律的基本觀點分析水文地質問題。

二、實驗內容

1. 分析承壓含水層補給與排泄的關系。

2. 承壓水開采時流網的變化。

3. 觀測天然條件下泉流量的衰減曲線。

4. 設計性實驗: 演示穩定開采條件下承壓水流網的變化特徵。

三、實驗儀器和用品

1. 承壓水演示儀 (見圖Ⅰ5-1) 。儀器的主要組成部分及功能如下。

1) 含水層: 用均質石英砂模擬。

2) 隔水層: 用隔水有機板模擬。

3) 斷層泉: 承壓含水層主要通過泉排泄，在泉水排出口，用秒錶和量筒測量流量。

4) 模擬井 (虛線部分為濾水部分) : 中間 b 井和開關連通，通過開關可以控制 b井的抽 (注) 水量。

5) 模擬河水位變動: 承壓含水層接受河流補給，通過調整穩水箱 (升降閥) 的高度控制補給承壓含水層的河水水位。

6) 底板測壓點: 隔水底板安裝測壓點，測壓點與測壓板連接，可以測得任一測壓點的測壓水頭。

2. 秒錶。

3. 量筒 (500 mL，50 mL，25 mL 各 1 個) 。

4. 直尺 (長度 50 cm) 。

5. 計算器等。

6. 蠕動泵 (用於模擬抽水) 。

圖Ⅰ5-1 承壓水演示儀裝置實體圖

四、實驗步驟

1.熟悉承壓水演示儀的裝置與功能。

2.測繪測壓水位線。抬高穩水箱，使河水保持較高水位，以補給含水層;待測壓水位穩定後，分別測定河水、a、b、c三井和泉的水位;在圖Ⅰ5-2上繪制承壓含水層的測壓水位線。自補給區到排泄區水力梯度有何變化?為什麼會出現這些變化?

3.測繪平均水力梯度與泉流量的關系曲線。測定步驟2中的泉流量、河水位(H₁)、泉點水位(H₈)，計算平均水力梯度(I)，記入表格「實驗五承壓水模擬演示實驗記錄表」中。

分兩次降低穩水箱，調整河水位(但仍保持河水能補給含水層)。待測壓水位穩定後，重復步驟3，將測量數據記入實驗記錄表。

4.b井抽水，測定泉流量及b井抽水量。為了保證b井抽水後，仍能測到各井水位，抽水前應抬高河水位(即抬高穩水箱)。待測壓水位穩定後測定泉流量，記入實驗記錄表。b井抽水，待測壓水位穩定後，測定各點水頭，標在圖Ⅰ5-3上，畫出b井抽水時的承壓含水層平面示意流網;同時測定泉流量及b井抽水量並記入實驗記錄表。從測定結果分析，抽水後泉流量的減量是否與b井抽水量相等?為什麼?

5.測繪泉流量隨時間的衰減曲線。停止b井抽水(關閉抽水井開關)，待水位穩定後，停止河流補給(將供水箱降低至承壓含水層底部)，測量泉流量隨時間的變化(按時間段測量)，將測量結果記入實驗記錄表。

五、實驗成果

1.提交實驗報告表，即承壓水模擬演示實驗記錄表。

2.在圖Ⅰ5-2上繪制承壓水測壓水位線。

3.在圖Ⅰ5-3平面圖上繪出b井抽水時的承壓含水層平面示意流網。

4.繪制泉流量隨時間的變化曲線(實驗五用紙)。

六、思考題

分析回答承壓含水層自補給區(河流)到排泄區(泉)過水斷面的變化特徵。

七、設計性實驗內容(供參考)

利用承壓水模擬演示儀進行穩定開采條件下承壓水流網的變化特徵實驗，觀察承壓水流網的變化，測量並記錄實驗結果。

圖Ⅰ5-2 承壓水演示用剖面圖

圖Ⅰ5-3 承壓水演示用平面圖

水文地質學基礎實驗實習教程

實驗五 承壓水模擬演示實驗記錄表

實驗五用紙

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