人工凍土試驗取樣及試樣制備方法

本文引用：MT/T593《人工凍土物理力學性能試驗》第1部分：人工凍土試驗取樣及試樣制備方法

1  范圍

MT/T593的本部分規(guī)定了人工凍土物理力學性能試驗所需土樣的采集、包裝、運輸、貯存方法， 試 樣制備方法及采用的試驗用儀器、設備。

本部分適用于粘質(zhì)土、砂土、軟巖等重塑土及凍結(jié)原狀土的取樣、試樣制備。

2  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。

GB/T50123—1999  土工試驗方法標準

3  術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

原狀土  undisturbed soil

土樣取出后其顆粒、含水率、密度、膠結(jié)性和結(jié)構(gòu)等物理性能保持不變的土樣。

3.2

重塑土  remolded soil

土樣取出經(jīng)重新制備后其膠結(jié)性、含水率、密度和結(jié)構(gòu)等物理性能有所改變的土樣。 3.3

試樣  specimen

按規(guī)定制備，用于人工凍土物理力學性能試驗的土樣。

3.4

凍結(jié)原狀土試樣  frozen undisturbed soil specien below

從凍結(jié)土結(jié)構(gòu)物中取得凍結(jié)原狀土，進行加工而成的凍土試樣。

3.5

凍結(jié)重塑土試樣 frozen remolded soil specimen below

由原狀土經(jīng)烘干、破碎、配土、加工成型，再負溫凍結(jié)而成的凍土試樣。

3.6

軟巖 soft rock

軟巖為松散軟弱的巖體總稱。

4  試驗用儀器、設備

4.1  取土工具：風鎬、巖芯鉆具等。

4.2  貯運設備：土樣集裝箱（容量0.03m3 以上，保濕，防震）、冷藏運輸車（溫度-30℃~-1℃) 等

4.3  保存設施：低于-30℃的冷庫或冷箱。

4.4  量具：臺秤和天平（稱量1000g，最小分度值0.5g；稱量500g，最小分度值0.1g；稱量200g，最小 分度值0.01g），量筒（容積100mL，最小刻度值1mL），直角尺（200mm×200mm，分度1mm），游標 卡尺（量程200mm，最小刻度值0.02mm）。

4.5  碎土設備：顎式碎土機或其他碎土設備。

4.6  成型模具：擊實儀、環(huán)刀、切土盤、切土器等。

4.7  其他：烘箱、保濕器、干燥器、木錘、橡皮板、玻璃缸、修土刀、鋼鋸、凡士林、保鮮膜、塑料 袋、土樣標簽及其他盛土器皿等。

5  基本要求

5.1  土樣基本要求

5.1.1  土樣在凍結(jié)壁或現(xiàn)場未凍地層中采集時，每塊土樣尺寸不小于250mm×250mm×250mm；在檢查 鉆孔采集時，土樣尺寸不小于φ90mm×200mm。

5.1.2  土樣數(shù)量應滿足試驗項目的要求。

5.1.3  土樣采集時應作好原始記錄并對每塊土樣進行編號，貼上標簽。

5.2  試樣基本要求

5.2.1  規(guī)格：人工凍土單軸抗壓強度試驗、人工凍土單軸蠕變試驗、人工凍土三軸剪切強度試驗、人  工凍土三軸蠕變試驗，人工凍土靜水壓力下固結(jié)試驗試樣規(guī)格： φ61.8mm×150mm和φ50mm×100mm， 應保證試樣最小尺寸大于土樣中最大顆粒粒徑的10倍；土壤凍脹試驗試樣規(guī)格： φ（50 mm  ～150mm） ×（25 mm  ～75mm），高徑比為0.5；凍土抗折強度試驗試樣規(guī)格：200 mm×50 mm×50 mm。

5.2.2  精度：外形尺寸誤差小于1.0%，試樣兩端面平行度誤差不大于0.5mm。

5.2.3  配土：重塑土含水和粗細顆?；旌隙紤鶆颍嚇訐魧嵜芏染鶆?。

5.2.4  含水率：重塑土含水率與天然含水率，當含水率小于40 %時誤差不大于1%，當含水率大于40 % 時誤差不大于2%，或根據(jù)用戶需要確定，同一組試樣的含水率差值在±1.0%。

5.2.5  密度： 重塑土密度與原狀土密度兩次測定的差值不大于0.03g/cm3，取兩次測量值的平均值。。

6  操作步驟

6.1    土樣采集及接收管理

6.1.1  凍土樣的采集和接收

6.1.1.1  從凍結(jié)壁或凍土墻采集的凍土塊，用修土刀修成所需尺寸，并作好土性、標高、層位及數(shù)量 等土樣記錄。

6.1.1.2  將土樣用雙層塑料袋包裝密封，標上標簽，并用線繩捆扎好。

6.1.1.3  將捆好的凍土樣，用保溫材料（棉絮、玻璃棉或泡沫塑料）和雙層塑料袋包嚴。再用繩捆扎 好，標上標簽并附土樣記錄裝入土樣集裝箱。

6.1.1.4  用冷藏車（-30℃~ -1℃) 恒溫運至試驗地點。

6.1.1.5  試驗人員根據(jù)土樣記錄驗收土樣，驗收合格后在驗收單上簽字登記。

6.1.1.6  將土樣按層位分別存放在-10℃以下恒溫冷庫的指定位置。

6.1.1.7  試驗后的土樣，應保存至提交試驗報告后半年，如委托單位事先提出特殊要求，可協(xié)商確定。

6.1.2  未凍土樣的采集和接收

6.1.2.1  從地質(zhì)檢查孔中取得芯樣，刮去泥漿皮，或從現(xiàn)場未凍土地層中取得土樣，用修土刀修成所 需尺寸，并作好土性、標高、層位及數(shù)量等土樣記錄。

6.1.2.2  包裝按6.1.1.2規(guī)定進行。

6.1.2.3  將捆扎好的非凍土樣浸入石蠟中，再次密封，標上標簽并附土樣記錄裝入土樣集裝箱，運至 試驗地點。

6.1.2.4  按6.1.1.5規(guī)定進行驗收。

6.1.2.5  將土樣按層位存放在常溫試驗室內(nèi)。

6.1.2.6  試驗后的土樣按6.1.1.7規(guī)定進行。

6.2  試樣制備步驟

6.2.1  常溫試樣的制備

常溫試樣的制備按GB/T50123－1999中3.1的規(guī)定進行。

6.2.2  凍結(jié)原狀土試樣的制備

6.2.2.1  在負溫試驗室內(nèi)，小心開啟原狀土包裝，辨別土樣上下層次，用鋼鋸平行鋸平兩端。無特殊 要求時，使試樣軸向與自然沉積方向一致。用修土刀、切土盤和切土器將土塊修整成型， 使其符合5.2.1 和5.2.2的規(guī)定，即可用于試驗。

6.2.2.2  制備過程中，描述土樣的情況，并記錄它的層位、顏色、有無雜質(zhì)、土質(zhì)是否均勻和有無裂 縫等。

6.2.3  凍結(jié)重塑土試樣的制備

6.2.3.1  在常溫試驗室內(nèi)，小心開啟土樣密封層，去掉土樣表皮，記錄土樣的顏色、土類、氣味及夾 雜物等，并選取有代表性土樣進行天然含水率和密度的測定。

6.2.3.2  將土樣切碎，在105℃~110℃溫度下恒溫烘干，放入干燥器中冷卻至室溫。

6.2.3.3  將烘干、冷卻的土樣進行破碎（切勿破碎顆粒）。

6.2.3.4  根據(jù)土樣天然含水率，對干土進行配水（或加冰晶），并攪拌均勻，密封后放入保濕器內(nèi)養(yǎng) 護24h以上。

6.2.3.5  徹底清洗模具，并在模具內(nèi)表面涂上一層凡士林，分次均勻?qū)⑼翗臃湃肽＞邠魧?，要保證試 樣密度與天然密度在允許誤差范圍內(nèi),誤差范圍按5.2.5執(zhí)行。

6.2.3.6  將試樣連同模具密封并在低于-30℃溫度下速凍4h～6h。

6.2.3.7  將試樣在所需試驗溫度下脫模，并用修土刀修整，使試樣符合5.2.1 、5.2.2的要求。

6.2.3.8  將制備好的低溫重塑土試樣貼上標簽（標明來源、層位、重量、日期等），裝入塑料袋內(nèi)密 封，置于所需試驗溫度下恒溫養(yǎng)護，在24h～48h內(nèi)可用于試驗。