MT T 593.4-2011 人工冻土物理力学性能试验 第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法 .pdf

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1、MT/T 593.42011 I 目 次 前 言 . II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 试验用仪器、设备 1 5 试样 1 6 基本要求 1 7 试验步骤 2 8 结果计算 2 附 录 A（规范性附录）人工冻土单轴抗压强度试验表. 4 MT/T 593.42011 II 前 言 MT/T593人工冻土物理力学性能试验分为八个部分： 第1部分：人工冻土试验取样及试样制备方法； 第2部分：土壤冻胀试验方法； 第3部分：人工冻土静水压力下固结试验方法； 第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法； 第5部分：人工冻土三轴剪切强度试验方法； 第6部分：人工冻土单轴蠕变试验

2、方法； 第7部分：人工冻土三轴蠕变试验方法； 第8部分：人工冻土抗折强度试验方法。 第 1 部分至第 7 部分是对 MT/T593 人工冻土物理力学性能试验 的修订， 第 8 部分是 MT/T593 人工冻土物理力学性能试验新增加部分。本部分为 MT/T593 的第 4部分，是对 MT/T593.41996 人工冻土物理力学性能试验 第 4 部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法的修订，本部分代替 MT/T593.41996。 本部分与 MT/T593.11996 相比主要变化如下： 修改了原版中“含水量”统一改成“含水率”（1996年版的4.4；本版的4.4）； 修改了单轴抗压设备要求（1996

3、年版的4.2；本版的4.2）； 修改了试验的温度要求，统一为“温度波动度小于等于0.2 ” （1996版的6.2；本版的6.2）； 增加了单轴抗压强度试验过程中试样的保护（见7.1.3）； 增加了在试验过程中数据采集时，对轴向变形值的界定（见7.1.5）； 修改了单轴抗压强度破坏变形的界限值，将砂土与粘土都统一到变形的20%（1996版的7.1.6； 本版的7.1.6）； 修订原文中的“承载极限”为“达到破坏或轴向变形大于20%为止”（1996年版的7.2.2；本版的 7.2.2）； 将1996年版的提示性附录修改为规范性附录（1996年版的附录A;本版的附录A）。 本部分的附录A为规范性附录

4、。 本部分由中国煤炭工业协会提出。 本部分由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：煤炭科学研究总院建井研究分院、北京中煤矿山工程有限公司、中国矿业大学、 安徽理工大学、济南瑞普机电技术有限公司。 本部分主要起草人：李长忠、刘晓敏、周金生、宁方波。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： MT/T593.41996。 MT/T 593.42011 1 第4 部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法 1 范围 MT/T 593的本部分规定了人工冻土单轴抗压强度试验所需的试验用仪器、设备，试样，基本要求， 试验步骤和结果计算。 本部分适用于冻结原状土及重塑土等人工冻土无侧限抗压强度和

5、对应的应力应变关系的测试和 计算。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 MT/T 593 的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协 议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 MT/T 593.1 人工冻土物理力学性能试验 第 1 部分：人工冻土试验取样及试样制备方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 抗压强度灵敏度 sensitivity of compression strength 冻结原状土抗压强度与冻结重

6、塑土抗压强度之比值，用St表示。 4 试验用仪器、设备 4.1 冻土压力仪：采用单轴应变速率控制式必须具备使试样轴向应变速率为1.0%/min和0.1%/min的加 载条件；采用负荷增加速率控制式必须具备在0MPa/min60MPa/min范围内恒定任一加载速率值。 4.2 应力及变形测试元件： 压力传感器 （量程0kN100kN,精度1%） ； 位移传感器 （轴向量程0mm50mm， 精度1%；径向量程0mm25mm，精度1%）；百分表；数据自动采集系统。 4.3 温度传感器：量程-40+40，精度0.2。 4.4 试验用含水率、密度测试装置。 5 试样 5.1 采用冻结原状土试样和冻结重塑

7、土试样，其制备方法按MT/T593.1中6.2.2和6.2.3的规定进行。 5.2 试样规格：61.8mm150mm或50mm100mm。 5.3 试样数量：每层土每个试验温度4个。 6 基本要求 6.1 试验应在规定的试验温度中进行。 6.2 温度波动度小于等于0.2。 6.3 只有一种试验温度时，应选择-10；若有多种试验温度时，其中应有-10；如果有特殊要求， 可另选试验温度。 6.4 试验前各试验用仪器、设备应校正合格。 MT/T 593.42011 2 7 试验步骤 7.1 应变速率控制加载方式下冻土瞬时单轴抗压强度试验 7.1.1 选择试样应变速率为1.0%/min，有特殊要求时按

8、要求确定。 7.1.2 核实试样的来源、编号、密度、含水率，并填入附录A表内，检查试验用仪器、设备及测试系统 等。 7.1.3 试验前将试样表面涂抹一薄层凡士林，防止水分流失。 7.1.4 把已准备好的试样同轴放在压力仪上下加压板之间，安装压力传感器、位移传感器。 7.1.5 按设定加载速率开动压力仪， 同时测读轴向变形和力值。 当轴向应变在3%之内时， 每增加0.3% 0.5%（或轴向变形0.5mm）测读一次；超过3%时，每增加0.6%1.0%（或轴向变形1mm）测读一次。 7.1.6 当力值达到峰值或稳定时，再继续增加3%5%的应变值，即可停止试验；如果力值一直增加， 则试验进行到轴向应变

9、达到或大于20%为止。如果在刚性试验机上做应力-应变全过程试验，则一直进行 到应力接近零为止。 7.1.7 停机卸载后取下试样，描述试样破坏后的状况，填入附录A表内。 7.1.8 对于冻结原状土试样的试验，若需测定抗压强度灵敏度时，可将冻结原状土在常温下解冻，105 110温度下烘干，按原状土密度及含水率制成相同规格的冻结重塑土试样，再按7.1.17.1.6 规 定的步骤进行试验。 7.2 单轴负荷增加速率控制式下冻土瞬时单轴抗压强度试验 7.2.1 准备工作按7.1.27.1.4规定的步骤进行。 7.2.2 确定负荷增加速率，使试样在30s5s内达到破坏或轴向变形大于20%为止。 7.2.3

10、 开动压力仪按确定的负荷增加速率加载，同时测读轴向变形和力值。若用百分表测量变形，根 据7.2.2确定的负荷增加速率选取测读间隔， 至少应有5个以上有效读数。 建议用数据自动采集系统测试。 7.2.4 按7.1.77.1.8规定的步骤进行。 8 结果计算 8.1 应变计算 0 1 /h h （1） 式中： 1 轴向应变； h 轴向变形，单位为毫米（mm）； 0 h 试验前试样高度，单位为毫米（mm）。 8.2 试样横截面积校正计算 ) 1 /( 1 0 A A a（2） 式中： a A 校正后试样截面积，单位为平方毫米（mm 2 ）； 0 A 试验前试样截面积，单位为平方毫米（mm 2 ）。

11、8.3 应力计算 a A F / （3） MT/T 593.42011 3 式中： 轴向应力，单位为兆帕（MPa）； F 轴向荷载，单位为牛顿（N）。 8.4 应力应变曲线绘制 以轴向应力为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制应力应变曲线。取最大轴向应力作为冻土单轴抗 压强度。 8.5 抗压强度灵敏度计算 1 / b b t S （4） 式中： b 原状人工冻土瞬时单轴抗压强度，单位为兆帕（MPa）； 1 b 重塑人工冻土瞬时单轴抗压强度，单位为兆帕（MPa）。 8.6 试验结果 单轴抗压强度以三个试样测量值的平均值作为试验结果，将计算结果填入附录A表内。当三个试样 单轴抗压强度中的最大值和最小值与

12、中间值之差均超过中间值的15%时，该组试验应重做。 MT/T 593.42011 4 附 录 A （规范性附录） 人工冻土单轴抗压强度试验表 试验后试样含水率w= % 试验后试样密度 = g/m m 3 试验前试样高度 0 h = mm 试验前试样直径 0 D = mm 试验前试样截面积 0 A = m m 2 试样重量G = g 试验前试样含水率 0 w = % 试验前试样密度 0 = g/m m 3 试验温度T = 试验破坏情况： 轴向变形 h mm 轴向应变 % 校正面积 A mm 轴向荷载 F N 轴向应力 MPa 工程名称： 试 验 者： 土样编号： 计 算 者： 试样编号： 校 核 者： 土样说明： 试验日期：