本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中冻土密度试验
1．一般规定
1.1土样应为原状冻土或人工冻土。
1.2冻土密度试验应根据冻土的特点和试验条件选用浮称法、联合测定法、环刀法或充砂法：
1浮称法用于表面无显著孔隙的冻土；
2联合测定法用于砂质冻土和层状、网状结构的黏质冻土；
3环刀法用于温度高于-3℃的黏质和砂质冻土；
4充砂法用于表面有明显孔隙的冻土。
1.3冻土密度试验宜在负温环境下进行。无负温环境时，应采取保温措施和快速测定。在试验过程中，冻土表面不得发生融化。
2．浮称法
2.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：
1) 天平(图2.1):称量1000g,分度值0.1g;
2) 液体密度计：分度值0.001g/cm³;
3) 温度计：测量范围为—30℃~+20℃,分度值为0.1℃;
4) 量筒：容积为1000mL;
5) 盛液筒：容积为1000mL～2000mL。
以上产品我公司均有生产和销售。
2.2浮称法试验应按下列步骤进行：
调整天平，将盛液筒置于天平一端；
切取质量为300g～1000g的冻土试样，用细线捆紧，放入盛液筒中并悬吊在天平挂钩上称量，准确至0.1g;
将事先预冷接近冻土试样温度的煤油缓慢注入盛液筒，液面宜超过试样顶面2cm,并用温度计量测煤油温度，准确至0.1℃;
称取试样在煤油中的质量，准确至0.1g;
从煤油中取出冻土试样，削去表层带煤油的部分，然后按规定取样测定冻土的含水率；
采用0℃水时，应快速测定，试样表面不得发生融化。
图2.1浮重天平
1—盛液筒；2一试样；3—细线；4—砝码
2.3冻土密度应按下列公式计算：
ρf=mf0/Vf
Vf=(mf0-mfm)/ρm
式中：p——冻土密度(g/cm³);
m₁o——冻土试样质量(g);
V——冻土试样体积(cm³);
mm——冻土试样在煤油中的质量(g);
Pm——试验温度下煤油的密度(g/cm³),可由煤油密度与温度关系曲线查得。
2.4冻土干密度应按下式计算，计算至0.01g/cm³:
ρfd=ρf/（1+0101wf）
式中：ρfd—冻土干密度(g/cm³)。
2.5冻土密度试验应进行不少于2组平行试验。对于整体状构造的冻土，两次测定的最大允许差值应为±0.03g/cm³,并取其算术平均值；对于层状和网状构造和其他富冰冻土，宜提出两次测定值。
2.6浮称法冻土密度试验的记录格式应符合本标准附录D表D.62的规定。
3.联合测定法
3.1本试验所用的仪器设备应符合本试验第32.3.1条的规定。
3.2本试验方法应按本试验第32.3.2条规定的步骤进行。
3.3联合测定法的冻土密度应按下列公式计算：
ρf=mf0/Vf
Vf =（mf0+mtw+m'tws）/ρw
式中：m'tws——放入冻土试样后筒、水、试样的总质量(g)。
3.4联合测定法的冻土干密度应按本标准式(2.4)计算。
3.5本试验应进行两次平行试验。试验结果取其算术平均值。
4.环刀法
4.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定：
1环刀：容积不得小于500cm³;
2天平：称量3000g,分度值0.2g;
3其他：切土器、钢丝锯。
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4.2环刀法试验应按下列步骤进行：
1) 本试验宜在负温环境中进行。无负温环境时，必须快速进行。切样和试验过程中的试样表面不得发生融化。
2) 取原状土样，整平其两端，将环刀刃口向下放在土样上。
3) 用切土刀(或钢丝锯)将土样削成大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀为止。将两端余土削去修平，取剩余的代表性土样测定含水率。
4) 擦净环刀外壁称量，算出冻土质量，准确至0.2g。
4.3冻土密度和冻土干密度应按本标准式(2.3-1)和式(2.4)计算。
4.4本试验应进行两次平行试验。其平行最大允许差值应为±0.03g/cm³。试验结果取其算术平均值。
4.5环刀法冻土密度试验的记录格式应符合本标准附录D表D.63的确定。
5.充砂法
5.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：
1) 金属测筒：内径宜用15cm,高度宜用13cm;
2) 量砂：粒径0.25mm～0.50mm的干净标准砂；
3) 漏斗：上口直径可为15cm,下口直径为1.5cm,高度为10cm;
4) 天平：称量5000g,分度值1g。
以上产品我公司均有生产和销售。
5.2充砂法试验应按下列步骤进行：
1) 切取冻土试样，试样宜取直径为8cm～10cm,高为8cm~10cm的圆形或(8～10)cm×(8～10)cm×(8～10)cm的方形体，试样底面必须削平，称试样质量。
2) 将试样平面朝下放入测筒内，试样底面与测筒底面必须接触紧密。
3) 用标准砂充填冻土试样与筒壁之间的空隙和试样顶面：
3.1)取一定量的清洗干净校验后的干净标准砂，标准砂的温度应接近冻土试样的温度；
3.2)用漏斗架将漏斗置于测筒上方，漏斗下口与测筒上口应保持5cm～10cm的距离；
3.3)用薄板挡住漏斗下口，并将标准砂充满漏斗后移开挡板，使砂充入测筒，与此同时，不断向漏斗中补充标准砂，使砂面始终保持与漏斗上口齐平，在充砂过程中不得敲击或振动漏斗和测筒；
3.4)当测筒充满标准砂后，移开漏斗，轻轻刮开砂面，使之与测筒上口齐平，在刮砂过程中不应将砂压密。
4)称测筒、试样和充砂的总质量。
5.3冻土密度应按下列公式计算：
ρf=mf0/Vf
Vf =Vf0-（mtfs+mh+mf0）/ρls
ρls=（mts-mh）/Vt
式中：mtfs——测筒、试样和量砂的总质量(g);
mh——测筒质量(g);
mts——筒、砂总质量(g);
ρls——量砂的密度(g/cm³);
Vt——测筒容积(cm³)。
5.4本试验应进行两次平行测定，其平行最大允许差值应为±0.03g/cm³,试验结果取其算术平均值。
5.5充砂法冻土密度试验的记录格式应符合本标准附录D表D.64的规定。
