1 范圍

      MT/T 593的本部分規(guī)定了人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所需的試驗(yàn)用儀器、設(shè)備，試樣，基本要求，試驗(yàn)步驟和結(jié)果計(jì)算。

      本部分適用于凍結(jié)原狀土及重塑土等人工凍土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和對應(yīng)的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的測試和計(jì)算。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件中的條款通過MT/T 593的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。

      MT/T 593.1 人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)    第1部分：人工凍土試驗(yàn)取樣及試樣制備方法

3 術(shù)語和定義

      下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

      抗壓強(qiáng)度靈敏度  sensitivity of compression strength

      凍結(jié)原狀土抗壓強(qiáng)度與凍結(jié)重塑土抗壓強(qiáng)度之比值，用S_t表示。

4 試驗(yàn)用儀器、設(shè)備

4.1  凍土壓力儀：采用單軸應(yīng)變速率控制式必須具備使試樣軸向應(yīng)變速率為1.0%/min和0.1%/min的加載條件；采用負(fù)荷增加速率控制式必須具備在0MPa/min～60MPa/min范圍內(nèi)恒定任一加載速率值。

4.2  應(yīng)力及變形測試元件：壓力傳感器（量程0kN～100kN,精度1%）；位移傳感器（軸向量程0mm～50mm，精度1%；徑向量程0mm～25mm，精度1%）；百分表；數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)。

4.3  溫度傳感器：量程-40℃～+40℃，精度0.2℃。

4.4 試驗(yàn)用含水率、密度測試裝置。

5 試樣

5.1  采用凍結(jié)原狀土試樣和凍結(jié)重塑土試樣，其制備方法按MT/T593.1中6.2.2和6.2.3的規(guī)定進(jìn)行。

5.2  試樣規(guī)格：φ61.8mm×150mm或φ50mm×100mm。

5.3  試樣數(shù)量：每層土每個(gè)試驗(yàn)溫度4個(gè)。

6 基本要求

6.1  試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)溫度中進(jìn)行。

6.2  溫度波動(dòng)度小于等于±0.2℃。

6.3  只有一種試驗(yàn)溫度時(shí)，應(yīng)選擇-10℃；若有多種試驗(yàn)溫度時(shí)，其中應(yīng)有-10℃；如果有特殊要求，可另選試驗(yàn)溫度。

6.4  試驗(yàn)前各試驗(yàn)用儀器、設(shè)備應(yīng)校正合格。

7 試驗(yàn)步驟

7.1  應(yīng)變速率控制加載方式下凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

7.1.1  選擇試樣應(yīng)變速率為1.0%/min，有特殊要求時(shí)按要求確定。

7.1.2  核實(shí)試樣的來源、編號、密度、含水率，并填入附錄A表內(nèi)，檢查試驗(yàn)用儀器、設(shè)備及測試系統(tǒng)等。

7.1.3  試驗(yàn)前將試樣表面涂抹一薄層凡士林，防止水分流失。

7.1.4  把已準(zhǔn)備好的試樣同軸放在壓力儀上下加壓板之間，安裝壓力傳感器、位移傳感器。

7.1.5  按設(shè)定加載速率開動(dòng)壓力儀，同時(shí)測讀軸向變形和力值。當(dāng)軸向應(yīng)變在3%之內(nèi)時(shí)，每增加0.3%～0.5%（或軸向變形0.5mm）測讀一次；超過3%時(shí)，每增加0.6%～1.0%（或軸向變形1mm）測讀一次。

7.1.6  當(dāng)力值達(dá)到峰值或穩(wěn)定時(shí)，再繼續(xù)增加3%～5%的應(yīng)變值，即可停止試驗(yàn)；如果力值一直增加，則試驗(yàn)進(jìn)行到軸向應(yīng)變達(dá)到或大于20%為止。如果在剛性試驗(yàn)機(jī)上做應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程試驗(yàn)，則一直進(jìn)行到應(yīng)力接近零為止。

7.1.7  停機(jī)卸載后取下試樣，描述試樣破壞后的狀況，填入附錄A表內(nèi)。

7.1.8  對于凍結(jié)原狀土試樣的試驗(yàn)，若需測定抗壓強(qiáng)度靈敏度時(shí)，可將凍結(jié)原狀土在常溫下解凍，105℃～110℃溫度下烘干，按原狀土密度及含水率制成相同規(guī)格的凍結(jié)重塑土試樣，再按7.1.1～7.1.6 規(guī)定的步驟進(jìn)行試驗(yàn)。

7.2  單軸負(fù)荷增加速率控制式下凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

7.2.1  準(zhǔn)備工作按7.1.2～7.1.4規(guī)定的步驟進(jìn)行。

7.2.2  確定負(fù)荷增加速率，使試樣在30s±5s內(nèi)達(dá)到破壞或軸向變形大于20%為止。

7.2.3  開動(dòng)壓力儀按確定的負(fù)荷增加速率加載，同時(shí)測讀軸向變形和力值。若用百分表測量變形，根據(jù)7.2.2確定的負(fù)荷增加速率選取測讀間隔，至少應(yīng)有5個(gè)以上有效讀數(shù)。建議用數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)測試。

7.2.4  按7.1.7～7.1.8規(guī)定的步驟進(jìn)行。

8 結(jié)果計(jì)算

8.1  應(yīng)變計(jì)算

ε₁ = Δh/h₀ …………………………………………………………（1）

      式中：

      ε₁——軸向應(yīng)變；

      Δh——軸向變形，單位為毫米（mm）；

      h₀——試驗(yàn)前試樣高度，單位為毫米（mm）。

8.2  試樣橫截面積校正計(jì)算

A_a = A₀(1-ε₁)   ……………………………………………………（2）

      式中：

      A_a——校正后試樣截面積，單位為平方毫米（mm²）；

      A₀——試驗(yàn)前試樣截面積，單位為平方毫米（mm²）。

8.3  應(yīng)力計(jì)算

σ=F/A_a ……………………………………………………… （3）

      式中：

      σ——軸向應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

      F——軸向荷載，單位為牛頓（N）。

8.4  應(yīng)力—應(yīng)變曲線繪制

      以軸向應(yīng)力為縱坐標(biāo)，軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，繪制應(yīng)力—應(yīng)變曲線。取最大軸向應(yīng)力作為凍土單軸抗壓強(qiáng)度。

8.5  抗壓強(qiáng)度靈敏度計(jì)算

S_t = σ_b/σ_b¹ ……………………………………………………（4）

      式中：

      σ_b——原狀人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；

      σ_b¹——重塑人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）。

8.6  試驗(yàn)結(jié)果

      單軸抗壓強(qiáng)度以三個(gè)試樣測量值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，將計(jì)算結(jié)果填入附錄A表內(nèi)。當(dāng)三個(gè)試樣單軸抗壓強(qiáng)度中的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15%時(shí)，該組試驗(yàn)應(yīng)重做。

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