《人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)（第四部分）人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

ICS73

P70

備案號(hào)：MT

中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

MT/T593.4—200×

代替MT/T593.4-1996

人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)

第4部分：人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度

試驗(yàn)方法

Artificialfrozensoilphysicsmechanicsperformancetest——

Part4：Artificialfrozensoiluniaxialcompression

strengthtestmethod

（送審稿）

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施

國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布

MT/T593.4—200×

II

MT/T593.4—200×

第4部分：人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法

1范圍

MT/T593的本部分規(guī)定了人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所需的試驗(yàn)用儀器、設(shè)備，試樣，基本要求，

試驗(yàn)步驟和結(jié)果計(jì)算。

本部分適用于凍結(jié)原狀土及重塑土等人工凍土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的測(cè)試和

計(jì)算。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)MT/T593的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，

其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)

議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。

MT/T593.1人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)第1部分：人工凍土試驗(yàn)取樣及試樣制備方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

抗壓強(qiáng)度靈敏度sensitivityofcompressionstrength

凍結(jié)原狀土抗壓強(qiáng)度與凍結(jié)重塑土抗壓強(qiáng)度之比值，用St表示。

4試驗(yàn)用儀器、設(shè)備

4.1凍土壓力儀：采用單軸應(yīng)變速率控制式必須具備使試樣軸向應(yīng)變速率為1.0%/min和0.1%/min的加

載條件；采用負(fù)荷增加速率控制式必須具備在0MPa/min～60MPa/min范圍內(nèi)恒定任一加載速率值。

4.2應(yīng)力及變形測(cè)試元件：壓力傳感器（量程0kN～100kN,精度1%）；位移傳感器（軸向量程0mm～50mm，

精度1%；徑向量程0mm～25mm，精度1%）；百分表；數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)。

4.3溫度傳感器：量程-40℃～+40℃，精度0.2℃。

4.4試驗(yàn)用含水率、密度測(cè)試裝置。

5試樣

5.1采用凍結(jié)原狀土試樣和凍結(jié)重塑土試樣，其制備方法按MT/T593.1中6.2.2和6.2.3的規(guī)定進(jìn)行。

5.2試樣規(guī)格：φ61.8mm×150mm或φ50mm×100mm。

5.3試樣數(shù)量：每層土每個(gè)試驗(yàn)溫度4個(gè)。

6基本要求

6.1試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)溫度中進(jìn)行。

6.2溫度波動(dòng)度小于等于±0.2℃。

6.3只有一種試驗(yàn)溫度時(shí)，應(yīng)選擇-10℃；若有多種試驗(yàn)溫度時(shí)，其中應(yīng)有-10℃；如果有特殊要求，

可另選試驗(yàn)溫度。

6.4試驗(yàn)前各試驗(yàn)用儀器、設(shè)備應(yīng)校正合格。

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7試驗(yàn)步驟

7.1應(yīng)變速率控制加載方式下凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

7.1.1選擇試樣應(yīng)變速率為1.0%/min，有特殊要求時(shí)按要求確定。

7.1.2核實(shí)試樣的來(lái)源、編號(hào)、密度、含水率，并填入附錄A表內(nèi)，檢查試驗(yàn)用儀器、設(shè)備及測(cè)試系統(tǒng)

等。

7.1.3試驗(yàn)前將試樣表面涂抹一薄層凡士林，防止水分流失。

7.1.4把已準(zhǔn)備好的試樣同軸放在壓力儀上下加壓板之間，安裝壓力傳感器、位移傳感器。

7.1.5按設(shè)定加載速率開動(dòng)壓力儀，同時(shí)測(cè)讀軸向變形和力值。當(dāng)軸向應(yīng)變?cè)?%之內(nèi)時(shí)，每增加0.3%～

0.5%（或軸向變形0.5mm）測(cè)讀一次；超過(guò)3%時(shí)，每增加0.6%～1.0%（或軸向變形1mm）測(cè)讀一次。

7.1.6當(dāng)力值達(dá)到峰值或穩(wěn)定時(shí)，再繼續(xù)增加3%～5%的應(yīng)變值，即可停止試驗(yàn)；如果力值一直增加，

則試驗(yàn)進(jìn)行到軸向應(yīng)變達(dá)到或大于20%為止。如果在剛性試驗(yàn)機(jī)上做應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程試驗(yàn)，則一直進(jìn)行

到應(yīng)力接近零為止。

7.1.7停機(jī)卸載后取下試樣，描述試樣破壞后的狀況，填入附錄A表內(nèi)。

7.1.8對(duì)于凍結(jié)原狀土試樣的試驗(yàn)，若需測(cè)定抗壓強(qiáng)度靈敏度時(shí)，可將凍結(jié)原狀土在常溫下解凍，

105℃～110℃溫度下烘干，按原狀土密度及含水率制成相同規(guī)格的凍結(jié)重塑土試樣，再按7.1.1～7.1.6

規(guī)定的步驟進(jìn)行試驗(yàn)。

7.2單軸負(fù)荷增加速率控制式下凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

7.2.1準(zhǔn)備工作按7.1.2～7.1.4規(guī)定的步驟進(jìn)行。

7.2.2確定負(fù)荷增加速率，使試樣在30s±5s內(nèi)達(dá)到破壞或軸向變形大于20%為止。

7.2.3開動(dòng)壓力儀按確定的負(fù)荷增加速率加載，同時(shí)測(cè)讀軸向變形和力值。若用百分表測(cè)量變形，根

據(jù)7.2.2確定的負(fù)荷增加速率選取測(cè)讀間隔，至少應(yīng)有5個(gè)以上有效讀數(shù)。建議用數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)測(cè)試。

7.2.4按7.1.7～7.1.8規(guī)定的步驟進(jìn)行。

8結(jié)果計(jì)算

8.1應(yīng)變計(jì)算

1h/h0…………（1）

式中：

——軸向應(yīng)變；

1

h——軸向變形，單位為毫米（mm）；

——試驗(yàn)前試樣高度，單位為毫米（mm）。

h0

8.2試樣橫截面積校正計(jì)算

AaA0/(11)……………………（2）

式中：

——校正后試樣截面積，單位為平方毫米（mm2）；

Aa

——試驗(yàn)前試樣截面積，單位為平方毫米（mm2）。

A0

8.3應(yīng)力計(jì)算

F/Aa………（3）

2

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式中：

——軸向應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；

F——軸向荷載，單位為牛頓（N）。

8.4應(yīng)力—應(yīng)變曲線繪制

以軸向應(yīng)力為縱坐標(biāo)，軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，繪制應(yīng)力—應(yīng)變曲線。取最大軸向應(yīng)力作為凍土單軸抗

壓強(qiáng)度。

8.5抗壓強(qiáng)度靈敏度計(jì)算

1……………………（4）

Stb/b

式中：

——原狀人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；

b

1——重塑人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）。

b

8.6試驗(yàn)結(jié)果

單軸抗壓強(qiáng)度以三個(gè)試樣測(cè)量值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，將計(jì)算結(jié)果填入附錄A表內(nèi)。當(dāng)三個(gè)試樣

單軸抗壓強(qiáng)度中的最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的15%時(shí)，該組試驗(yàn)應(yīng)重做。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）

人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)表

試驗(yàn)后試樣含水率w=%

試驗(yàn)前試樣高度h=mm

0試驗(yàn)后試樣密度=g/mm3

試驗(yàn)前試樣直徑D=mm

0試驗(yàn)破壞情況：

試驗(yàn)前試樣截面積2

A0=mm

試樣重量G=g

試驗(yàn)前試樣含水率

w0=%

試驗(yàn)前試樣密度3

0=g/mm

試驗(yàn)溫度T=℃

軸向變形h軸向應(yīng)變校正面積A軸向荷載F軸向應(yīng)力

%mmNMPa

mm

工程名稱