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技術(shù)文章
38.1 一 般 規(guī) 定
38.1.1 土樣應為凍結(jié)黏土和粒徑小于2mm 的凍結(jié)砂質(zhì)土。
38.1.2 本試驗試驗宜在負溫環(huán)境下進行。嚴禁在切樣和裝樣過 程中使試樣表面發(fā)生融化。試驗過程中應滿足自上而下單向融化。
38.2 儀 器 設(shè) 備
38.2.1 融化壓縮儀(圖38 .2 . 1)應由加熱傳壓板應采用導熱性能好的金屬材料制成。試樣環(huán)應采用有機玻璃或其他導熱性低的 非金屬材料制成，其尺寸宜為：內(nèi)徑79.8mm,高40.0mm。保溫外套可用聚苯乙烯或聚氨酯泡沫塑料。
圖38.2.1 融化壓縮儀示意圖
38.2.2 加荷設(shè)備可采用量程為2000kPa 的杠桿式、磅秤式和其他相同量程的加荷設(shè)備，其最大允許誤差應符合現(xiàn)行國家標準《土工試驗儀器 固結(jié)儀 第1部分：單杠桿固結(jié)儀》GB/T 4935.1 的規(guī)定。
38.2.3 變形測量設(shè)備由百分表或位移傳感器組成，量程應為 10mm, 分度值應為0.01mm。
38.2.4 恒溫供水設(shè)備。
38.2.5 原狀凍土取樣器鉆具開口內(nèi)徑應為79.8mm。
38.3 操 作 步 驟
38.3.1 在切樣和裝樣過程中不得使試樣表面發(fā)生融化。
38.3.2 用凍土取樣器鉆取凍上試樣，其高度應大于試樣環(huán)高度。 將鉆樣剩余的凍土取樣測定含水率。鉆樣時必須保持試樣的層面 與原狀土一致，且不得上下倒置。
38.3.3 將凍土樣裝入試樣環(huán)，使之與環(huán)壁緊密接觸。刮平上、下 面，但不得造成試樣表面發(fā)生融化。測定凍土試樣的密度。
38.3.4 在融化壓縮容器底部先放透水板，其上放一張潤濕濾紙。 將裝有試樣的試樣環(huán)放在濾紙上，套上護環(huán)。然后在試樣上部放 濾紙和透水板，再放上加熱傳壓板。裝上保溫外套，并將融化壓縮 容器放置在加壓框架正中。安裝百分表或位移傳感器。
38.3.5 施 加 1kPa 的壓力，調(diào)整平加壓杠桿。調(diào)整百分表或位 移傳感器到零位。
38.3.6 用膠管連接加熱傳壓板的熱循環(huán)水進出口與事先裝有溫 度為40℃~50℃水的恒溫水槽，并打開開關(guān)和開動恒溫器，以保持水溫。
38.3.7 試樣開始融沉時即開動秒表，分別記錄1min 、2min、 5min、10min、30min、60min 時的變形量。之后每2h 觀測記錄1次，直到變形量在2h 內(nèi)小于0.05mm 時為止，并測記最后一次變形量。
38.3.8 融沉穩(wěn)定后，停止熱水循環(huán)，并開始加荷進行壓縮試驗。加荷等級視實際工程需要確定，宜取50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、 800kPa,最后一級荷載應比土層的計算壓力大100kPa～200kPa。
38.3.9 施加每級荷載后24h 為穩(wěn)定標準，并觀測記錄相應的壓縮量。直到施加最后一級荷載壓縮穩(wěn)定為止。
38.3.10 試驗結(jié)束后，拆卸儀器各部件，取出試樣，測定含水率。
38.4 計算、制圖和記錄
38.4.1 融沉系數(shù)應按下式計算：
(38.4.1)
式中：af0—— 凍土融沉系數(shù)(%);
△hf0—— 凍土融化下沉量(mm);
hf0—— 凍土試樣初始高度(mm)。
38.4.2 凍土試樣初始孔隙比應按下式計算：
(38.4.2)
式中：ef0——凍土試樣初始孔隙比；
ρf0——凍土試樣初始密度(g/cm3)。
38.4.3 融沉穩(wěn)定后和各級壓力下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比應按下列公式計算：
(38.4.3-1)
(38.4.3-2)
式中：e、ei——融沉穩(wěn)定后和壓力作用下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比；
h、hf0——融沉穩(wěn)定后和初始試樣高度(mm);
△h、△h0——壓力作用下穩(wěn)定后的下沉量和融沉下沉量(mm)。
38.4.4 某一壓力范圍內(nèi)的凍土融化壓縮系數(shù)應按下式計算：
(38.4.4)
式中：afv—— 某一壓力范圍內(nèi)的凍土融化壓縮系數(shù)(MPa-1)。
38.4.5 以孔隙比為縱坐標，單位壓力為橫坐標，繪制孔隙比與壓 力關(guān)系曲線。
38.4.6 凍土融化壓縮試驗的記錄格式應符合本標準附錄 D 表 D.68 的規(guī)定。
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