MT T 593.6-1996 人工冻土物理力学性能试验 第6部分 人工冻土单轴压缩蠕变试验方法.pdf

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1、MT/T 5 9 3. 6一1996前言人工地层冻结(简称冻结法)在我国应用已有40年。煤炭行业经过十多年的人工冻土物理力学性能试验，已建立了较完善的冻土力学性能试验体系，其试验数据直接可靠地指导冻结设计和施工，并通过试验研究和与国际同行交流，形成了一套比较完善的人工冻土力学性能试验方法。北京建井研究所根据我国的基本国情和已有的试验方法，.并参照国际地层冻结会议试验方法工作委员会所推荐大纲的内容，制定了本标准。本标准在MT/T 593人工冻土物理力学性能试验总标题下分为七个部分:第1部分(即MT/T 593.1):人工冻土试验取样及试样制备方法第2部分(即MT/T 593.2):土壤冻胀试验方

2、法第3部分(即MT/T 593.3):人工冻土静水压力下固结试验方法第4部分(即MT/T 593.4):人工冻土单轴抗压强度试验方法第5部分(即MT/T 593.5):人工冻土三轴剪切强度试验方法第6部分(即MT/T 593.6):人工冻土单轴压缩蠕变试验方法第7部分(即MT/T 593.7):人工冻土三轴剪切蠕变试验方法本标准的附录A是提示的附录.本标准由煤炭工业部科技教育司提出。本标准由煤矿专用设备标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位:煤炭科学研究总院北京建井研究所。本标准主要起草人:张云利、徐兵壮、陈湘生、李昆、汪崇鲜.本标准由煤炭科学研究总院北京建井研究所负责解释。中华人民共和国煤

3、炭行业标准人工冻土物理力学性能试验第6部分:人工冻土单轴压缩蠕变试验方法MT/T 593.6-19961范围本标准规定了人工冻土多试样和单试样单轴压缩蠕变试验所需的仪器设备、试样，试验步骤和结果计算。本标准适用于单向压缩应力条件下负温原状土及重塑土蠕变性能的测试和计算。2引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。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MT/T 593.4人工冻土物理力学性能试验第4部分:人工冻土单轴抗

4、压强度试验方法3定义本标准采用下列定义。3.1人工冻土单轴蠕变artificially frozen soil uniaxial creep人工冻土在无侧向应力时轴向压应力不变或波动很小的条件下，其变形随时间的延长而改变的性质。3.2衰减型蠕变(I类蠕变)attenuating creep当冻土所受应力较小时，其变形速率逐渐减小并趋近于零。3.3非衰减型蠕变(I类蠕变)non-attenuating creep当冻土所受应力大于某一确定值时，其变形速率由减小到恒定到增大，最后破坏。此类蠕变的过程一般可分为三个阶段(瞬时变形除外):变形速率逐渐减小为非稳定蠕变阶段:变形速率为常数为稳定蠕变阶段;

5、变形速率逐渐增大到试样破坏为加速蠕变阶段。3.4蠕变加载系数creep loading coefficient蠕变试验中试样所受应力与瞬时单轴抗压强度的比值。用k;表示。4仪器、设备4.1单轴蠕变试验仪:轴压不小于80 kN,施加在试件上恒应力波动度不得超过士10 kPa,4.2数据采集及处理装置:千分表、测力仪、位移计(量程士50 mm，分值。.01 mm)等。时间一变形记录仪、绘图仪等。4. 3温度计(国家二级标准以上)、测温仪(-40-400C，其精度为。.2级)。一一一，.，种种，中华人民共和国煤炭工业部1996一12一03批准，997一10一01实施MT/T 593.6一19964.

6、4冷却及温控设备等。4.5含水量、密度测试装置试样1采用负温重塑土试样或负温原状土试样，其制备方法按MT/T 593. 1之6.2.2和6. 2. 3的规定进2规格应与MT/T 593.4所采用的试样规格一致。3数量:一种土5个(多试样单轴蠕变试验)或2个(单试样分级加载单轴蠕变试验)，其中一个试样55.行5.5用于进行瞬时单轴抗压强度试验。基本要求应符合MT/T 593.4第6章的规定。试验步骤7.1多试样单轴压缩蠕变试验7.，.，核实试样的来源、编号、密度、含水量、温度等，并填入附录A(提示的附录)表内，检查试验设备、仪表及测试系统等。7.1.2测量试样尺寸，对冻结后变形的试样按MT/T

7、593.1-1996中5.2.2的规定进行修正，称其重量并记录。7.1.3按MT/T 593.4中7.1规定用一个试样试验得到瞬时单轴抗压强度。7.1.4确定合适的蠕变加载系数并根据瞬时单轴抗压强度计算出逐级加载所需荷载，填入附录A表内。了.1.5将试样装在蠕变仪的上下加压头之间，并封好试样表面以防含水量变化。安装并连接好测力仪、位移计等。7.1.6对位移计、时间一变形记录仪等进行调零或设定起始点，记人附录A表内，启动加载系统，对测力仪进行调零，给试样迅速加载至所需荷载或应力值，将此刻的变形值(弹性变形)记人附录A表内，并随时记录时间、变形值。试验过程中试样所受应力应保持恒定(其波动度不得超过

8、10 kPa),7.1.7当试样变形已达稳定(ds/dt-0. 000 5 h-, I类蠕变)后24 h以上或趋于破坏(II类蠕变)时，测试结束。记下时间、变形终值。7.1.8卸去荷载，取出试样，描述其破坏情况。7.1.9若需获得蠕变曲线簇，可根据需要确定几个不同的蠕变加载系数k重复本标准7.1.1,7.1. 2和7.1. 4-7.1. 8条的步骤。蠕变加载系数k按0.3,0.4,0.5和0.7取值。对于需超过100 h的蠕变试验,k，按。.1,0.2,0.3和。5取值。了.2单试样分级加载单轴蠕变试验7.2.1根据需要确定各级加载的蠕变加载系数k，取值同7.1.9的规定。7.2.2取最小一级

9、蠕变加载系数，按本标准7.1. 1-7-1.6规定的步骤进行。7.2.3测试进行到变形已达稳定(de/dt-0. 000 5 h-, I类蠕变)或变形速率趋于常数(Ide/dt不大于。000 5 h-, I类蠕变)超过24 h(但不超过48 h)时，一级蠕变结束。7.2.4依次取不同的蠕变加载系数，计算出所需荷载值，重复本标准7.1.6和7.2.3规定的步骤。7.2. 5当某一级的测试进入第三阶段时，不能再进行下一级的加载，可将此级蠕变进行到试样破坏为止。7.2.6按本标准7.1.8规定的步骤进行。MT/T 593.6一19968计算8门应变计算8-1.1轴向应变计算Ch=Ah/k(1)=Eh

10、一E,(2)式中:Eb轴向总应变;Ah试样轴向变形，mm;h,试验前试样高度，mm;E-蠕变应变;弹性应变(加载过程瞬时应变)。8.1.2径向应变计算Ed二D/D:(3)式中:径向应变;AD试样直径平均变化量,mm;Do试验前试样平均直径,mm,8.2应力、荷载计算8.2.1应力计算a;=式中:a;第z级加载时试样所受应力，MPa;k;第，级蠕变加载系数;a6-瞬时单轴抗压强度，MPa,8.2.2荷载计算P;=”.”.”。”。”。”。”(4).”二，二。”。二。”一。二。二。二。.“(5)式中:只第e级所加荷载值，N;入试样在加第级荷载时的横截面积，mm2e8.3单轴压缩蠕变数学模型及蠕变参数根据试验数据建立相应的蠕变数学模型:k=f(T,at)”.”二“。”.”.。.”.”(6)式中:T试验温度，t-蠕变时间，he计算出对应的蠕变参数，绘出蠕变曲线。346MT/T 593. 6一1996附录A(提示的附录)人工冻土单轴压缩姗变试验表试验前试样高度ho= mm试验前试样直径Do=mm试验前试样截面积An= mm试样重量W。=H试样含水量W=%试样密度二=Hlmm试验温度T=单轴抗压强度as= MPa试样玻坏情况:端变加载系数应力取值MPa弹性变形mni变形始值nl饥变形终值mm起始时间终止时间土样编号试样编号土样说明计算者:校核者:试验日期:试验室(章):347