1一般规定
1.1本试验应在现场试坑进行,位置为除漂石以外的其他各类冻土形成的地层。
1.2试坑深度不得小于季节融化深度,对于非衔接的多年冻土,不得小于多年冻土层的上限深度。试坑底面积不得小于2m×2m。
2仪器设备
TD50123-39型原位冻土压缩试验仪
3操作步骤
3.1应对试验场地进行冻结土层的岩性和冷生构造的描述,并取样进行其物理性试验。
3.2仔细开挖试坑,平整试坑底面。必要时应进行坑壁保护。
3.3在传压板的边侧钻孔,孔径3cm~5cm,孔深宜为50cm。将5支热电偶温端自下而上每隔10cm逐个放入孔内,并用黏质土夯实填孔。
3.4坑底面铺砂找平。铺砂厚度不应大于2cm。将传压板放置在坑底中央砂面上。
3.5安装加荷装置,应使加荷点处于传压板中心部位。
3.6在传压板周边等距安装3个位移计。
3.7进行安全和可靠性检查后,向传压板施加等于该处上履压力,不小于50kPa,直至传压板沉降稳定后,调整位移计至零读数,做好记录。
3.8接通电(热)源,连接测温系统,使传压板下和周围冻土缓慢均匀融化。每隔1h观测记录1次土温和位移。
3.9当融化深度达到25cm~30cm时,切断电(热)源停止加热。用钢钎探测1次融化深度,并继续观测记录土温和位移。当融化深度接近40cm(50%传压板直径)时,每15min观测记录1次融化深度。当0℃温度融化深度达到40cm时观测记录位移量,并用钢钎观测记录1次融化深度。
3.10当停止加热时,依靠余热不能使传压板下的冻土继续融化达到50%传压板直径的深度时,应继续补加热,直至满足这一要求。
3.11经上述步骤达到融沉稳定后,开始逐级加荷进行压缩试验。加荷等级视实际工程需要确定,每级荷载,对黏质土宜取50kPa,对砂质土宜取75kPa,对含巨粒土宜取100kPa,最后一级荷载应比计算压力大100kPa~200kPa。
3.12施加一级荷载后,每10min、20min、30min、60min测记1次位移计示值,此后每小时测记1次,直到传压板沉降稳定后再加下一级荷载。
3.13沉降量可取3个位移计读数的平均值。沉降稳定标准,对黏质土宜取0.05mm/h,对砂和含巨粒砂土宜取0.1mm/h。
3.14试验结束后,拆除加荷装置,清除垫砂和10cm厚表土,然后取2个~3个融化压实土样,进行含水率、密度及其他必要的试验。最后,应挖除其余融化压实土量测融化圈。
4计算、制图和记录
4.1融沉系数a₁应按下式计算:
af0=S0/hr0×100
式中:S₀——冻土融沉(p=0)阶段的沉降量(cm);
hr0——融化深度(cm)。
4.2原位融化压缩系数α应按下列公式计算:
Afv=(Δδ/ΔP)Kfv
Δδ=(Si+1-Si)/hr0
式中:Δδ——相应于某一压力范围(Δp)的相对融沉降系数量;
Δp-——单位压力增量值(kPa);
Kfv——系数,黏土为1.00,粉质黏土为1.20,砂和砂质土为1.30,巨粒土为1.35;
Si——某一荷载作用下的沉降量(cm)。
4.3以相对沉降量为纵坐标,单位压力为横坐标,绘制相对沉降量与单位压力关系曲线。
4.4原位冻土融化压缩试验的记录格式应符合本标准附录D表D.69的规定。