本文引用GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中冻胀率试验

1一般规定

1.1土样应为黏土或砂质土。

1.2本试验方法的降温速度，黏土应为0.3℃/h,砂质土应为0.2℃/h。

2仪器设备

2.1试样盒(图2.1)应由外径为12cm、壁厚为lcm、高为10cm的有机玻璃筒作为试样盒。在侧壁，沿高度每隔1cm设热敏电阻温度计插入孔，底板和顶盖结构能提供恒温液循环和外界水源补充通道。

TD187-1型 冻土冻胀率试验机

图2.1试样盒结构示意图

1一供水装置；2一百分表；3一保温材料；4—加压装置；5—正温循环液进出口；6—热敏电阻测温点；7一负温循环液进出口；8一底板；9一顶板；10—滤水板

2.2恒温箱容积不应小于0.8m³,内设冷液循环管路和加热器，功率为500W,通过热敏电阻温度计与温度控制仪相连，使试验期间箱温保持在1℃±0.5℃。

2.3温度控制系统应由低温循环浴和温度控制仪组成，提供试验所需的顶板、底板温度。

2.4温度监测系统应由热敏电阻温度计、数字电压表组成。监测试验过程中土样、顶板、底板温度和箱温变化。

2.5补水系统应由恒定水位装置通过塑料管与底板相连，水位应高于底板和土样接触面0.5cm。

2.6变形监测系统百分表或位移传感器的量程应为30mm,分度值应为0.01mm。

2.7加压系统应由加压框架和砝码组成。

3操作步骤

3.1原状土冻胀率试验应按下列步骤进行：

1) 土样应按自然沉积方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样；

2) 用切土器将原状土样削成直径为10cm、高为5cm的试样，称量确定密度并取余土测定初始含水率；

3) 在有机玻璃试样盒内壁涂上一薄层凡士林，放在底板上并放一张滤纸，然后将试样从顶装入盒内，让其自由滑落在底板上；

4) 在试样顶面上放一张滤纸，然后放上顶板，并稍稍加力，以使土柱与顶、底板接触紧密；

5) 将装有试样的试样盒放入恒温箱内，试样周侧、顶板、底板内插入热敏电阻温度计，试样周侧包裹5cm厚的泡沫塑料进行保温，连接顶板、底板冷液循环管路及底板补水管路，供水并排除底板内气泡，调节供水装置水位，当考虑无水源补充状态时，可切断供水，安装百分表或位移传感器；

6) 若需模拟原状土天然受力状态，可施加相应的荷载；

7) 开启恒温箱、试样顶板、底板冷浴，设定恒温箱冷浴温度为-15℃,箱内温度为1℃;顶板、底板冷浴温度为1℃;

8) 试样恒温6h,并监测温度和变形。待试样初始温度均匀达到1℃以后，开始试验；

9) 顶板温度调节到-15℃并持续0.5h,让试样迅速从顶面开始冻结，然后将顶板温度调节到-2℃或所要求的负温，使土体温度匀速下降，保持箱温和底板温度均为1℃,记录初始水位，每隔1h记录水位、温度和变形量各1次，试验持续72hi

10) 试验结束后，迅速从试样盒中取出试样，量测试样高度并测定冻结深度。

3.2扰动土冻胀率试验应按下列步骤进行：

1) 称取风干土样，加纯水拌和呈稀泥浆，装入内径为10cm的有机玻璃筒内，加压固结，直至达到所需初始含水率和干容重要求后，将土样从有机玻璃筒中推出，并将土样高度切削到5cm;

2) 应按本标准第3.1条第3款～第10款的规定进行试验。

4计算和记录

4.1冻胀率应按下式计算：

η_f=Δh_f/（H_f-Δh_f）×100

式中：η_f——冻胀率(%);

Δh_f——试样总冻胀量(mm);

H_f——冻结深度(mm)。

4.2冻胀率试验的记录格式应符合本标准附录D表D.67的规定。