1 范圍

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

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

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    第1部分：人工凍土試驗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

      抗壓強度靈敏度  sensitivity of compression strength

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

4 試驗用儀器、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)自動采集系統(tǒng)。

4.3  溫度傳感器：量程-40℃～+40℃，精度0.2℃。

4.4 試驗用含水率、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：每層土每個試驗溫度4個。

6 基本要求

6.1  試驗應(yīng)在規(guī)定的試驗溫度中進行。

6.2  溫度波動度小于等于±0.2℃。

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

6.4  試驗前各試驗用儀器、設(shè)備應(yīng)校正合格。

7 試驗步驟

7.1  應(yīng)變速率控制加載方式下凍土瞬時單軸抗壓強度試驗

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

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

7.1.3  試驗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)定加載速率開動壓力儀，同時測讀軸向變形和力值。當(dāng)軸向應(yīng)變在3%之內(nèi)時，每增加0.3%～0.5%（或軸向變形0.5mm）測讀一次；超過3%時，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，再繼續(xù)增加3%～5%的應(yīng)變值，即可停止試驗；如果力值一直增加，則試驗進行到軸向應(yīng)變達(dá)到或大于20%為止。如果在剛性試驗機上做應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程試驗，則一直進行到應(yīng)力接近零為止。

7.1.7  停機卸載后取下試樣，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，若需測定抗壓強度靈敏度時，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)定的步驟進行試驗。

7.2  單軸負(fù)荷增加速率控制式下凍土瞬時單軸抗壓強度試驗

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

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  開動壓力儀按確定的負(fù)荷增加速率加載，同時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個以上有效讀數(shù)。建議用數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)測試。

7.2.4  按7.1.7～7.1.8規(guī)定的步驟進行。

8 結(jié)果計算

8.1  應(yīng)變計算

ε₁ = Δh/h₀ …………………………………………………………（1）

      式中：

      ε₁——軸向應(yīng)變；

      Δh——軸向變形，單位為毫米（mm）；

      h₀——試驗前試樣高度，單位為毫米（mm）。

8.2  試樣橫截面積校正計算

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——試驗前試樣截面積，單位為平方毫米（mm²）。

8.3  應(yīng)力計算

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度。

8.5  抗壓強度靈敏度計算

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

      式中：

      σ_b——原狀人工凍土瞬時單軸抗壓強度，單位為兆帕（MPa）；

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

8.6  試驗結(jié)果

      單軸抗壓強度以三個試樣測量值的平均值作為試驗結(jié)果，將計算結(jié)果填入附錄A表內(nèi)。當(dāng)三個試樣單軸抗壓強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，該組試驗應(yīng)重做。

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