本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》-粗颗粒土三轴湿化变形试验

1一般规定

1.1土样为最大粒径不应大于60mm的粗颗粒土。

1.2本试验方法加荷方式采用应力控制式。

2仪器设备

2.1本试验所用的仪器设备应符合以下规定：

1粗颗粒土的湿化试验宜在能长期恒压的应力控制式大型三轴压缩仪上进行，大型三轴仪的设备组成可参考本标准图2.1。为准确测量体积变化，应在大型三轴压缩仪围压系统上增加高精度的外体变测量系统(图2.1)。

图2.1大型三轴压缩仪

1一轴向荷载传感器；2—位移传感器；3—压力室；4—试样帽；5—上透水板；6—橡皮膜；7一试样；8—下透水板；9—周围压力阀；10一压力表；11—外体变测量系统；12—液压推缸；13--传力杆；14-孔隙压力阀；15—进水管阀；16一排水阀；17—体变管；18一通气阀；19一反压力阀；20一量水管阀；21一量水管

2附属设备：应符合本标准第2.1条第2款的规定。

2.2三轴仪使用前的轴向压力系统、周围压力系统、压力室、体变量测系统和孔隙压力量测系统等应按本标准第2.2条第1款～第4款的规定进行检查。

3操作步骤

3.1试样制备应按下列步骤进行：

1试样尺寸：试样的直径和高度应符合本标准第3.1条第1款的规定；

2无黏性粗颗粒土应按本标准第3.1条第2款～第8款的规定，黏质粗颗粒土应按本标准第1条的规定，进行试样制备并测定试样的直径和高度。

3.2试样固结应按下列步骤进行：

1施加周围压力至预定压力；

2待外体变测量系统读数稳定后，清零读数；

3开排水阀(实际起排气作用),每隔20s～30s测记外体变测量系统读数ΔV一次，计算得到试样的体积变化ΔV。固结过程中随时绘制ΔV-t关系曲线，当曲线下段趋于水平时即认为固结完成。

3.3施加轴向应力应按下列步骤进行：

1无黏性粗颗粒土应符合本标准第3.4条第1款的规定，黏质粗颗粒土应符合本标准第5条的规定，剪切至预定轴向压力后，保持轴向压力不变。剪切过程中应测记轴向荷载传感器、位移计、外体变测量系统等的读数。

2经过3h～5h,在围压和轴向应力作用下，当30min内干样的轴向应变变化量小于0.01%时，认为干样的变形稳定。

3.4湿化试验应按下列步骤进行：

1干样变形稳定后，将轴向位移计、外体变测量系统等清零或记录湿化前的初始读数。保持周围压力和轴向应力不变，应按本标准第3.2条第2款的规定进行水头饱和。在试样饱和过程中，应保持试样中心部位水压恒定在10kPa。

2水头饱和过程中应记录时间、测计轴向荷载传感器、轴向位移计、孔隙压力计和外体变测量系统读数。

3对于细粒含量较少的无黏性粗颗粒土，湿化变形能较快稳定，对于黏质粗颗粒土，稳定的时间应适当放长。当30min内轴向应变的变化量小于0.01%时，可认为湿化变形稳定。

4湿化变形稳定后停机拆样。

5湿化变形试验可取3级～5级围压，每个围压下3级～4级应力水平。

4计算、制图和记录

4.1干样固结后的体积V.应按下列公式计算：

Vc=V0-ΔV    (4.1-1)

ΔV=ΔVˊ-Δh_cA_g=ΔVˊ-Δh_cπD_g²/4   (4.1-2)

A_g/V_c×100    

式中Vc——干样固结后的体积(cm³);

V0——干样初始体积(cm³);

ΔV′——外体变测量系统读数变化(cm³);

Δh_c——干样固结后下沉量(cm),由轴向位移计测得；

Ag——传力杆的面积(cm²);

Dg——平均直径(cm),选择传力杆3个位置，分4个角度用游标卡尺量测传力杆的直径。

4.2湿化轴向应变E₁、湿化体积应变E应按下列公式计算：

εls=Δhs/hc×100=Δhs/（h0-Δhc）×100

εvs=ΔVs/Vc×100=(ΔVˊ-ΔhsAg）/Vc×100

式中：εls——湿化轴向应变(%);

εvs——湿化体积应变(%);

Δhs——某时刻止湿化产生的轴向变形(cm);

hs——干样固结后的高度(cm);

ΔVs——某时刻止湿化产生的体积变化(cm³)。

4.3以时间为横坐标，以轴向应变和体积应变为纵坐标，绘制湿化变形与时间的关系曲线。

4.4本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.34～表D.36、表D.113的规定。

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