人工凍土物理力學(xué)性能試驗（第六部分）人工凍土單軸蠕變試驗方法

××/T××××—××××PAGE1MT/T593.6—200×PAGE4國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布××××-××-××實施××××-××-××發(fā)布人工凍土物理力學(xué)性能試驗第6部分：人工凍土單軸蠕變

試驗方法

Artificialfrozensoilphysicsmechanicsperformancetest——

國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布××××-××-××實施××××-××-××發(fā)布人工凍土物理力學(xué)性能試驗第6部分：人工凍土單軸蠕變

試驗方法

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Part6：Artificialfrozensoiluniaxialcreeptestmethod

（送審稿）MT/T593.6—200×代替MT/T593.6-1996MT中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ICS73P70備案號：MT/T593.6—200×PAGEIPAGE5第6部分：人工凍土單軸蠕變試驗方法范圍MT/T593的本部分規(guī)定了人工凍土多試樣和單試樣蠕變試驗所需的試驗用儀器、設(shè)備，試樣，基本要求，試驗步驟和結(jié)果計算。本部分適用于單向壓縮應(yīng)力條件下凍結(jié)原狀土及重塑土蠕變性能的測試和計算。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過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)性能試驗第1部分：人工凍土試驗取樣及試樣制備方法MT/T593.4人工凍土物理力學(xué)性能試驗第4部分：人工凍土單軸抗壓強度試驗方法術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1人工凍土單軸蠕變artificialfrozensoiluniaxialcreep人工凍土在無側(cè)向應(yīng)力時軸向壓應(yīng)力不變的條件下，其變形隨時間的延長而改變的性質(zhì)。3.2衰減型蠕變（I類蠕變）attenuatingcreep當(dāng)凍土所受應(yīng)力較小時，其變形速率逐漸減小并趨近于零。3.3非衰減型蠕變（II類蠕變）non-attenuatingcreep當(dāng)凍土所受應(yīng)力大于某一確定值時，其變形速率由減小到恒定到增大，最后破壞。此類蠕變的過程一般可分為三個階段（瞬時變形除外）：變形速率逐漸減小為非穩(wěn)定蠕變階段；變形速率是常數(shù)為穩(wěn)定蠕變階段；變形速率逐漸增大到試驗破壞為加速蠕變階段。3.4蠕變加載系數(shù)creeploadingcoefficient蠕變試驗中試樣所受應(yīng)力與瞬時單軸抗壓強度的比值，用表示。試驗用儀器、設(shè)備4.1單軸蠕變試驗儀：最大軸向壓力100kN，精度1%。4.2應(yīng)力及變形測試元件：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%）；數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)。4.3溫度傳感器：量程-40℃～+40℃，精度0.2℃。4.4冷卻及溫控設(shè)備。4.5試驗用含水率、密度測試裝置。試樣5.1采用凍結(jié)原狀土試樣或凍結(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規(guī)格應(yīng)與MT/T593.4所采用的試樣規(guī)格一致。5.3試樣數(shù)量：一種土層5個（多試樣單軸蠕變試驗）或2個（單試樣分級加載單軸蠕變試驗），其中一個試樣用于進(jìn)行瞬時單軸抗壓強度試驗。基本要求6.1試驗應(yīng)在規(guī)定的試驗溫度中進(jìn)行。6.2溫度波動度小于等于±0.2℃。6.3只有一種試驗溫度時，應(yīng)選擇-10℃；若有多種試驗溫度時，其中應(yīng)有-10℃；如果有特殊要求，可另選試驗溫度。6.4試驗前各試驗用儀器、設(shè)備應(yīng)校正合格。試驗步驟7.1多試樣單軸蠕變試驗7.1.1核實試樣的來源、編號、密度、含水率、溫度等，并填入附錄A表內(nèi)，檢查試驗設(shè)備、儀表及測試系統(tǒng)等。7.1.2測量試樣尺寸，對凍結(jié)后變形的試樣按MT/T593.1中5.2.2的規(guī)定進(jìn)行修正，稱重并記錄。7.1.3按MT/T593.4中7.1規(guī)定用一個試樣試驗得到瞬時單軸抗壓強度。7.1.4確定合適的蠕變加載系數(shù)并根據(jù)瞬時單軸抗壓強度計算出逐級加載所需荷載，填入附錄A表內(nèi)。7.1.5在試樣外套一層塑料膜，以防含水率變化，將試樣裝在單軸蠕變試驗儀的上下加壓頭之間，。安裝并連接好壓力量測系統(tǒng)、位移量測系統(tǒng)。7.1.6啟動加載系統(tǒng)，給試樣迅速加載至所需荷載或應(yīng)力值，將此刻的變形值（彈性變形）進(jìn)行記錄，并隨時記錄時間、變形值。試驗過程中試樣所受應(yīng)力宜保持恒定（其波動度不超過10kPa）。7.1.7當(dāng)試樣變形已達(dá)穩(wěn)定（0.0005，I類蠕變）24h小時以上或趨于破壞（II類蠕變）時，測試結(jié)束。記下時間、變形終值。7.1.8卸去荷載，取出試樣，描述其破壞情況。7.1.9若需獲得蠕變曲線簇，可根據(jù)需要確定幾個不同的蠕變加載系數(shù)ki。重復(fù)7.1.1、7.1.2和7.1.4～7.1.8的步驟。蠕變加載系數(shù)ki按0.3，0.4，0.5和0.7（或根據(jù)試驗需要選擇）取值。對于需超過100h的蠕變試驗，ki按0.1，0.2，0.3和0.5取值。7.2單試樣分級加載單軸蠕變試驗7.2.1根據(jù)需要確定各級加載的蠕變加載系數(shù)ki，取值同7.1.9的規(guī)定。7.2.2取最小一級蠕變加載系數(shù)，按7.1.1～7.1.6規(guī)定的步驟進(jìn)行。7.2.3測試進(jìn)行到變形已達(dá)穩(wěn)定（0.0005，I類蠕變），或變形速率趨于常數(shù)（≤0.0005，II類蠕變）超過24h（但不超過48h）時，一級蠕變結(jié)束。7.2.4依次取不同的蠕變加載系數(shù)，計算出所需荷載值，重復(fù)本標(biāo)準(zhǔn)7.1.6和7.2.3規(guī)定的步驟。7.2.5當(dāng)某一級的測試進(jìn)入第三階段時，不能再進(jìn)行下一步的加載，可將此級蠕變進(jìn)行到試驗破壞為止。7.2.6按7.1.8規(guī)定的步驟進(jìn)行。結(jié)果計算8.1應(yīng)變計算8.1.1軸向應(yīng)變計算……………………(1)…………………（2）式中：——軸向總應(yīng)變；——試樣軸向變形，單位為毫米（mm）；——試驗前試樣高度，單位為毫米（mm）；——蠕變應(yīng)變；——彈性應(yīng)變（加載過程瞬時應(yīng)變）。8.1.2徑向應(yīng)變計算…………（3）式中：——徑向應(yīng)變；——試樣直徑平均變化量，單位為毫米（mm）；——試驗前試樣平均直徑，單位為毫米（mm）。應(yīng)力、荷載計算8.2.1應(yīng)力計算……………（4）式中：——第i級加載時試樣所受應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；——第i級蠕變加載系數(shù)；——瞬時單軸抗壓強度，單位為兆帕（MPa）。8.2.2荷載計算……………（5）…………（6）式中：—第級所加荷載值，單位為牛頓（N）；—試樣在加第級荷載時的橫截面積，單位為平方毫米（mm2）。8.3單軸蠕變數(shù)學(xué)模型及蠕變參數(shù)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的蠕變數(shù)學(xué)模型：……………………（7）宜采用下列函數(shù)描述蠕變數(shù)學(xué)模型:……………（8）式中：—試驗溫度，單位為攝氏度（℃）；——軸向恒應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；——蠕變時間，單位為小時（h）；、、、——與試驗溫度、軸向恒應(yīng)力、蠕變時間相關(guān)的參數(shù)。計算出對應(yīng)的蠕變參數(shù)，繪制蠕變曲線，并對擬合效果進(jìn)行描述。MT/T593.6—200×PAGEI

（規(guī)范性附錄）

人工凍土單軸蠕變試驗成果表試驗前試樣高度=mm試驗前試樣直徑=mm試驗前試樣截面積=mm2試樣重量=g試驗前試樣含水率=%試驗前試樣密度=g/mm3試驗溫度=℃1.蠕變曲線：2.蠕變數(shù)學(xué)模型及參數(shù)：3.試驗破壞情況描述：蠕變加載系數(shù)軸向應(yīng)力MPa彈性變形mm變形始值mm變形終值mm起始時間終止時間工程名稱：試驗者：土樣編號：計算者：試樣編號：校核者：土樣說明：試驗日期：目次TOC\f\h\t"前言、引言標(biāo)題,附錄標(biāo)識,參考文獻(xiàn)、索引標(biāo)題,章標(biāo)題,附錄章標(biāo)題"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14試驗用儀器、設(shè)備 15試樣 26基本要求 27試驗步驟 28結(jié)果計算 2附錄A（規(guī)范性附錄）人工凍土單軸蠕變試驗成果表 5MT/T593.6—200×PAGEI前言MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》分為八個部分：——第1部分：人工凍土試驗取樣及試樣制備方法；——第2部分：土壤凍脹試驗方法；——第3部分：人工凍土靜水壓力下固結(jié)試驗方法；——第4部分：人工凍土單軸抗壓強度試驗方法；——第5部分：人工凍土三軸剪切強度試驗方法；——第6部分：人工凍土單軸蠕變試驗方法；——第7部分：人工凍土三軸蠕變試驗方法；——第8部分：人工凍土抗折強度試驗方法。第1部分至第7部分是對MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》的修訂，第8部分是MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》新增加部分。本部分為MT/T593的第6部分，是對MT/T593.6－1996《人工凍土物理力學(xué)性能試驗第6部分：人工凍土單軸蠕變試驗方法》的修訂，本部分代替MT/T593.6－1996。本部分與MT/T593.6－1996相比主要變化如下：——原標(biāo)準(zhǔn)中“含水量”統(tǒng)一修改成“含水率”（1996年版的4.5、7.1.1；本版的4.5、7.1.1）；——修訂了單軸蠕變設(shè)備要求（1996年版的4.1、4.2；本版的4.1、4.2）；——增加了試驗過程中對試塊的保護(hù)措施（本版的7.1.5）；——增加了蠕變數(shù)學(xué)模型的定義（本版的8.3）；——修改了附錄的性質(zhì)將提示性附錄更改為規(guī)范性附錄（1996年版的附錄A；本版的附錄A）；——增加了蠕變曲線和蠕變模型的描述（見附錄A）。本部分的附錄A為規(guī)范性附錄。本部分由中國煤炭工業(yè)協(xié)會提出。本部分由煤炭行業(yè)煤礦專用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本部分起草單位：煤炭科學(xué)研究總院建井研究分院、北京中煤礦山工程有限公司、中國礦業(yè)大學(xué)、安徽理工大學(xué)、濟南瑞普機電技術(shù)有限公司。本部分主要起草人：李長忠、劉曉敏、周金生、周華群。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：——MT/T593.6－1996。目次TOC\f\h\t"前言、引言標(biāo)題,附錄標(biāo)識,參考文獻(xiàn)、索引標(biāo)題,章標(biāo)題,附錄章標(biāo)題"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14試驗用儀器、設(shè)備 15試樣 26基本要求 27試驗步驟 28結(jié)果計算 2附錄A（規(guī)范性附錄）人工凍土單軸蠕變試驗成果表 5前言MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》分為八個部分：——第1部分：人工凍土試驗取樣及試樣制備方法；——第2部分：土壤凍脹試驗方法；——第3部分：人工凍土靜水壓力下固結(jié)試驗方法；——第4部分：人工凍土單軸抗壓強度試驗方法；——第5部分：人工凍土三軸剪切強度試驗方法；——第6部分：人工凍土單軸蠕變試驗方法；——第7部分：人工凍土三軸蠕變試驗方法；——第8部分：人工凍土抗折強度試驗方法。第1部分至第7部分是對MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》的修訂，第8部分是MT/T593《人工凍土物理力學(xué)性能試驗》新增加部分。本部分為MT/T593的第6部分，是對MT/T593.6－1996《人工凍土物理力學(xué)性能試驗第6部分：人工凍土單軸蠕變試驗方法》的修訂，本部分代替MT/T593.6－1996。本部分與MT/T593.6－1996相比主要變化如下：——原標(biāo)準(zhǔn)中“含水量”統(tǒng)一修改成“含水率”（1996年版的4.5、7.1.1；本版的4.5、7.1.1）；——修訂了單軸蠕變設(shè)備要求（1996年版的4.1、4.2；本版的4.1、4.2）；——