1 范圍

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

      本部分適用于凍結原狀土及重塑土等人工凍土無側限抗壓強度和對應的應力—應變關系的測試和計算。

2 規范性引用文件

      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（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成協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 術語和定義

      下列術語和定義適用于本標準。

3.1

      抗壓強度靈敏度  sensitivity of compression strength

      凍結原狀土抗壓強度與凍結重塑土抗壓強度之比值，用S_t表示。

4 試驗用儀器、設備

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

4.2  應力及變形測試元件：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；數據自動采集系統。

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  采用凍結原狀土試樣和凍結重塑土試樣，其制備方法按MT/T593.1中6.2.2和6.2.3的規定進行。

5.2  試樣規格：φ61.8mm×150mm或φ50mm×100mm。

5.3  試樣數量：每層土每個試驗溫度4個。

6 基本要求

6.1  試驗應在規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，應選擇-10℃；若有多種試驗溫度時，其中應有-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、設備應校正合格。

7 試驗步驟

7.1  應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，檢查試驗用儀器、設備及測試系統等。

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  按設定加載速率開動壓力儀，同時測讀軸向變形和力值。當軸向應變在3%之內時，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  當力值達到峰值或穩定時，再繼續增加3%～5%的應變值，即可停止試驗；如果力值一直增加，則試驗進行到軸向應變達到或大于20%為止。如果在剛性試驗機上做應力-應變全過程試驗，則一直進行到應力接近零為止。

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。

7.1.8  對于凍結原狀土試樣的試驗，若需測定抗壓強度靈敏度時，可將凍結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格的凍結重塑土試樣，再按7.1.1～7.1.6 規定的步驟進行試驗。

7.2  單軸負荷增加速率控制式下凍土瞬時單軸抗壓強度試驗

7.2.1  準備工作按7.1.2～7.1.4規定的步驟進行。

7.2.2  確定負荷增加速率，使試樣在30s±5s內達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7.2.2確定的負荷增加速率選取測讀間隔，至少應有5個以上有效讀數。建議用數據自動采集系統測試。

7.2.4  按7.1.7～7.1.8規定的步驟進行。

8 結果計算

8.1  應變計算

ε₁ = Δh/h₀ …………………………………………………………（1）

      式中：

      ε₁——軸向應變；

      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  應力計算

σ=F/A_a ……………………………………………………… （3）

      式中：

      σ——軸向應力，單位為兆帕（MPa）；

      F——軸向荷載，單位為牛頓（N）。

8.4  應力—應變曲線繪制

      以軸向應力為縱坐標，軸向應變為橫坐標，繪制應力—應變曲線。取最大軸向應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  試驗結果

      單軸抗壓強度以三個試樣測量值的平均值作為試驗結果，將計算結果填入附錄A表內。當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，該組試驗應重做。

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