發(fā)布日期：2022-10-05 16:38 瀏覽次數(shù)：
MT/T 593的本部分規(guī)定了人工凍土多試樣和單試樣三軸壓縮試驗用儀器、設(shè)備，試樣，基本要求，試驗步驟和計算、制圖。
本部分適用于對凍結(jié)原狀土及凍結(jié)重塑土三軸壓縮強度參數(shù)測試和計算。
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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
MT/T 593.3 人工凍土物理力學(xué)性能試驗 第3部分：人工凍土靜水壓力下固結(jié)試驗方法
MT/T 593.4 人工凍土物理力學(xué)性能試驗 第4部分：人工凍土單軸抗壓強度試驗方法
下列術(shù)語和定義適用于本標準。
3.1
三軸剪切試驗 tri-axial shear test
在不同的恒定圍壓（即小主應(yīng)力）下施加軸向壓應(yīng)力（主應(yīng)力差）進行剪切直至破壞過程。
4.1 三軸壓縮試驗儀（如圖1所示）：變速率可調(diào)，最大軸向荷載200 kN，圍壓6 MPa（適用于土層埋深小于300 m）、12 MPa（適用于土層埋深小于700 m）或20 MPa（適用于土層埋深小于1200 m），波動度不超過10 kPa。
4.2 應(yīng)力及變形測試元件：壓力傳感器（量程0 kN～200 kN,精度1%）；位移傳感器（軸向量程0 mm～50 mm，精度1%）；數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)等。
4.3 溫度傳感器：量程 -40℃～+40℃，精度0.2℃。
4.4 冷卻及溫控設(shè)備。
4.5 試驗用含水率、密度測試裝置。
1-油缸 2-制冷系統(tǒng) 3-液壓系統(tǒng) 4-支座 5-圍壓量測裝置 6-體變量測裝置 7-軸壓加載油路8-圍壓加載油路 9-軸向位移傳感器 10-軸向加載活塞 11-溫度傳感器 12-試樣 13-保溫層 14-軸向壓力傳感器
圖1 低溫三軸壓縮試驗儀
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/T 593.1中6.2.2和6.2.3的規(guī)定進行。
5.2 試驗規(guī)格應(yīng)與MT/T 593.4所采用的試樣規(guī)格一致。
5.3 試樣數(shù)量：1個（單試樣分級加載）或3～4個（多試樣加載）。
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。
7.1 多試樣三軸壓縮試驗
7.1.1 核實試樣的來源、編號、密度、含水率，并填入附錄A表內(nèi)。
7.1.2 根據(jù)試樣所處層位的靜水壓力0.013 H，其中H為試驗土層深度（單位m），確定出三級圍壓值：（0.013 H-1）MPa、（0.013H）MPa和（0.013H+1）MPa，或（0.013H）MPa、（0.013H+1）MPa和（0.013H+2）MPa（當深度小于120m時）。
7.1.3 按MT/T593.3中7.1~7.7步驟進行試樣固結(jié)。
7.1.4 軸向應(yīng)變速率取1％/min。
7.1.5 啟動三軸試驗儀，測讀體變測量儀的數(shù)值,試驗過程中圍壓波動度不大于±10kPa。
7.1.6 試驗開始階段，試樣應(yīng)變每增加0.3%～0.4%測讀軸向荷載及變形各一次，當應(yīng)變達3%以后，每增加0.6%～0.7%各測讀一次，體積變化由體變測量儀隨時記錄。如果試樣特別硬脆或軟弱，可增加或減少測讀的次數(shù)。
7.1.7 當軸向應(yīng)力不再增加時，繼續(xù)加載到軸向應(yīng)變增加3%～5%，若壓力傳感器讀數(shù)無明顯變化，試驗直至軸向應(yīng)變達到20%為止，記錄荷載及變形終值。
7.1.8 試驗結(jié)束后卸去軸向荷載和圍壓，描述試樣破壞后形狀，測定試驗后試樣的含水率和密度。
7.1.9 對其余幾個試樣，在不同圍壓下按7.1.1～7.1.8規(guī)定的步驟進行。
7.2 單試樣分級加載三軸剪切試驗
7.2.1 按7.1.1～7.1.6規(guī)定的步驟進行。
7.2.2 當荷載值接近穩(wěn)定（主應(yīng)力差小于5kPa）或軸向應(yīng)變達到彈性極限后剛出現(xiàn)屈服時，停止加載。記錄荷載及軸向變形。
7.2.3 卸去軸向荷載，施加第二級圍壓，固結(jié)穩(wěn)定之后按7.1.4～7.1.6和7.2.2規(guī)定的步驟進行。
7.2.4 卸去軸向荷載，施加第三級圍壓，固結(jié)穩(wěn)定之后按7.1.4～7.1.6和7.2.2規(guī)定的步驟進行，最后一級圍壓下的剪切直至試樣破壞為止。
7.2.5 按7.1.8的規(guī)定進行。
8.1 試樣固結(jié)后高度、面積及剪切時的軸向應(yīng)變、面積計算
8.1.1 多試樣三軸剪切試驗
a）固結(jié)后的試樣高度及面積：
hc = h0 - Δhc ………………………………………………………（1）
Ac = (V0 - ΔVc)/hc……………………………… …………………（2）
式中：
hc——固結(jié)后試樣高度，單位為毫米（mm）；
h0——固結(jié)前試樣高度，單位為毫米（mm）；
Δhc——固結(jié)后試樣高度的變化量，單位為毫米（mm）；
Ac——固結(jié)后試樣截面積，單位為平方毫米（mm2）；
V0——固結(jié)前試樣體積，單位為立方毫米（mm3）；
ΔVc——固結(jié)后試樣體積變化量，單位為立方毫米（mm3）。
b）剪切時的試樣應(yīng)變及面積：
ε1 = Δh/hc ……………………………………………………………（3）
ε3 = ΔD/D0 ……………………………………………………………（4）
Aa = Ac/(1-ε1)…………………………………………………………（5）
式中：
ε1——軸向應(yīng)變；
Δh——剪切過程中試樣軸向變形，單位為毫米（mm）；
ε3——試樣平均徑向應(yīng)變；
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