發(fā)布日期:2022-10-05 22:44 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蠕變?cè)囼?yàn)用儀器、設(shè)備,試樣,基本要求,試驗(yàn)步驟和計(jì)算與繪圖。
本部分適用于軸對(duì)稱三向剪切應(yīng)力條件下凍結(jié)原狀土及重塑土蠕變性能的測(cè)試和計(jì)算。
下列文件中的條款通過(guò)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
MT/T 593.4 人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn) 第4部分:人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法
MT/T 593.5 人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn) 第5部分:人工凍土三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
人工凍土三軸蠕變 artificial frozen soil tri-axial Creep
人工凍土在三向壓縮應(yīng)力不變,且軸向應(yīng)力大于圍壓應(yīng)力條件下,其變形隨時(shí)間延長(zhǎng)而改變的性質(zhì)。
4.1 低溫三軸蠕變?cè)囼?yàn)儀(如圖1所示):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)及20 MPa(適用于土層埋深小于1200 m),波動(dòng)度不超過(guò)10kPa。
4.2 應(yīng)力及變形測(cè)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 %;徑向量程0 mm~25 mm,精度1 %);數(shù)據(jù)自動(dòng)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)備等。
4.5 試驗(yàn)用含水率、密度測(cè)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(cè)裝置 6-體變量測(cè)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 低溫三軸蠕變?cè)囼?yàn)儀
5.1 采用凍結(jié)原狀土試樣或凍結(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(jìn)行。
5.2 試樣規(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:5個(gè)(多試樣三軸蠕變)或2個(gè)(單試樣分級(jí)加載三軸蠕變),其中一個(gè)試樣用于進(jìn)行三軸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)。
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。
7.1 多試樣分別加載三軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)
7.1.1 核實(shí)試樣的來(lái)源、編號(hào)、密度、含水率和溫度等,并填入附錄A表內(nèi),檢查試驗(yàn)用儀器、設(shè)備及測(cè)試系統(tǒng)等。
7.1.2 測(cè)量試樣尺寸,對(duì)凍結(jié)后變形的試樣按規(guī)定要求進(jìn)行修正,同時(shí)稱重并記錄。
7.1.3 按MT/T593.5中7.1的規(guī)定,用一個(gè)試樣試驗(yàn)得到瞬時(shí)三軸剪切強(qiáng)度。
7.1.4 確定合適的蠕變加載系數(shù)ki,并根據(jù)瞬時(shí)三軸剪切試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出所需軸向荷載和圍壓,填入附錄A表內(nèi)。
7.1.5 在試樣外套一層乳膠膜,以防含水率變化,將試樣裝在三軸蠕變?cè)囼?yàn)儀的上下加壓頭之間,。安裝并連接好壓力量測(cè)系統(tǒng)、位移量測(cè)系統(tǒng)。
7.1.6 施加圍壓,使試樣在規(guī)定圍壓下固結(jié)穩(wěn)定。
7.1.7 在恒定圍壓下給試樣迅速加載至所需荷載或應(yīng)力值,同時(shí)記錄時(shí)間、變形等,并將其數(shù)據(jù)填入附錄A表內(nèi),試驗(yàn)過(guò)程中試樣所受應(yīng)力保持穩(wěn)定,波動(dòng)度不超過(guò)±10kPa。
7.1.8 當(dāng)試樣變形已穩(wěn)定(,Ⅰ類蠕變)24h以上或已破壞(Ⅱ類蠕變)時(shí),測(cè)試結(jié)束。將結(jié)束時(shí)的時(shí)間和變形記入附錄A表內(nèi)。
7.1.9 卸去荷載,取出試樣,描述其破壞情況,填入附錄A表內(nèi)。
7.1.10 若需獲得蠕變曲線簇,可根據(jù)需要確定幾個(gè)不同的蠕變加載系數(shù)ki,一般ki按0.3、0.4、0.5、0.7取值。重復(fù)7.1.1、7.1.2和7.1.4~7.1.9規(guī)定的步驟。
7.2 單試樣分級(jí)加載三軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)
7.2.1 確定各級(jí)蠕變加載系數(shù)ki,一般ki按0.3、0.4、0.5、0.7取值。
7.2.2 取最小的一級(jí)蠕變加載系數(shù),按7.1.1~7.1.7規(guī)定各步驟進(jìn)行。
7.2.3 測(cè)定進(jìn)行到變形已穩(wěn)定(,Ⅰ類蠕變)或變形速率趨于常數(shù)(,Ⅱ類蠕變)24h以上(不超過(guò)48h),一級(jí)蠕變結(jié)束。
7.2.4 依次取不同的蠕變加載系數(shù)ki,計(jì)算出所需荷載值,重復(fù)7.1.7和7.2.3規(guī)定的步驟。
7.2.5 當(dāng)某一級(jí)的測(cè)試進(jìn)入第三階段時(shí),不能再進(jìn)行下一級(jí)的加載,可將此級(jí)蠕變進(jìn)行到試樣破壞為止。
7.2.6 按7.1.9規(guī)定的步驟進(jìn)行。
8.1 應(yīng)變計(jì)算
8.1.1 軸向應(yīng)變計(jì)算
ε1 = Δh/h0 ………………………………………………………………(1)
ε1c = ε1 - εe ……………………………………………………………(2)
式中:
ε1——試樣軸向總應(yīng)變,從對(duì)應(yīng)于蠕變開始時(shí)計(jì)算;
Δh——試樣軸向變形量,單位為毫米(mm);
h0——試驗(yàn)前試樣軸向長(zhǎng)度,單位為毫米(mm);
ε1c——試樣軸向蠕變應(yīng)變;
εe——彈性應(yīng)變(加載過(guò)程中瞬時(shí)應(yīng)變)。
8.1.2 徑向應(yīng)變計(jì)算
ε3 = ΔD/D0 ……………………………………………………………(3)
ε3c = ε3 - ε3e ……………………………………………………………(4)
式中:
ε3——試樣總平均徑向應(yīng)變;
ΔD——試樣徑向總平均變化量,單位為毫米(mm);
D0——試驗(yàn)前試樣平均直徑,單位為毫米(mm);
ε3c——試樣平均徑向蠕變應(yīng)變(從對(duì)應(yīng)的軸向蠕變應(yīng)變開始時(shí)刻計(jì));
ε3e——試樣加恒定蠕變應(yīng)力后平均瞬時(shí)徑向應(yīng)變(與對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)軸向應(yīng)變時(shí)間段一致)。
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