粗粒土垂直渗透变形仪是依据顿尝/罢5356-2006《水电水利工程粗粒土试验规程》设计的专用仪器，主要用于测定粗颗粒土的垂直渗透系数、临界坡降和破坏坡降。其工作原理是通过金属圆筒试样容器，从底部进水，模拟渗流从下至上的工况，并通过测量各点水压和渗流量来评估土体的渗透稳定性。
一、粗粒土垂直渗透变形仪操作前的准备工作
正式试验开始前，充分的准备是确保试验顺利和数据准确的基础。
1.仪器检查：首先将下进水口与供水管连接，向仪器内充水，仔细检查各部件是否存在堵塞或漏水现象。完成后，降低供水箱，使仪器内水位与下透水板的下沿齐平。
2.安装滤网与止水：取下试样筒顶盖，在下透水板上铺设滤网，并沿筒身壁与滤网之间的接触缝隙涂抹一圈止水材料，防止渗水短路影响试验结果。
3.排气：开启所有的测压孔开关，使其处于排气状态，确保后续测压管路中无气泡残留。
二、试样的装填与饱和
试样的制备和饱和过程对试验结果至关重要，需严格按照标准执行。
1.分层装填：试样宜分3词5层装填，且每层应保持相同的级配。装填分层厚度也有讲究：砂类土一般为2-3厘米，砾类土则为试样最大粒径的1.5-2倍。为减少粗细颗粒分离，可酌情添加相当于试样质量1%-2%的水，拌和均匀后再进行装填。
2.击实加密：将每份称好的试样均匀分层装入试筒，并用击实锤击实至要求的高度。对于风化石渣或击碎的土料，可采用振动加密法。
3.毛细管饱和：试样饱和采用毛细管饱和法。调节供水箱高度，使其水位略高于试样底面，然后缓慢提升供水箱。每提升1厘米，需稳定10分钟后再继续提升。随着试样内水位上升，依次接通相应的测压管，待水从出水口溢出，表明试样已充分饱和。此时各测压管水位应与出水口水位齐平。
叁、施加渗透坡降与观测
此阶段是试验的核心，需逐步增加水头并密切观察记录。
1.初始坡降设定：根据试样中的细粒含量，初步判断其渗透变形破坏形式，据此确定合适的初始渗透坡降及递增值。例如，对于管涌破坏形式，初始坡降宜为0.02-0.03，并按照标准规定的序列递增；接近临界坡降时，递增值应酌情减小。
2.逐级升高水头与测量：按规定逐次升高水头。每次升高后，让出水口水流稳定流出30-60分钟，然后测记各测压管水位，并用量筒测量渗水量。每级水头下测读次数不应少于3次，取接近的平均值作为试验值。同时需测量进出口水的温度。
3.仔细观察现象：在整个过程中，必须密切观察并详细记录出现的各种现象，如出水浑浊程度、气泡冒出、细颗粒跳动或被带出、土体悬浮以及渗流量和测压管水位的变化等。这些现象是判断临界坡降或破坏坡降的重要依据。
四、试验结束与数据处理
1.试验终止：当试样发生破坏或水头无法再继续增加时，即可结束试验。若仅需测定渗透系数，可在出现临界坡降后再施加1-2级水头后结束。
2.后续工作：关闭进水口，吸除试样上部余水，观察试样变化，量测试后高度和颗粒级配。
3.数据整理：试验过程中宜绘制渗透坡降与渗流速度关系曲线，必要时绘制渗流速度与时间关系曲线。试验成果整理应符合顿尝/罢5356-2006规程的要求。
规范且细致地操作粗粒土垂直渗透变形仪，是获得可靠渗透系数、临界坡降及破坏坡降等关键参数的前提。操作者不仅需严格遵循规程步骤，还需具备细致的观察力和丰富的经验，能根据试验现象及时调整操作，方能确保试验数据的科学性和准确性，为工程设计提供坚实依据。
