人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法
1 范圍
MT/T 593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/T 593 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/T 593.1 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 sensitivity of compression strength
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。
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(kāi)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(kāi)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
ε1 = Δh/ h0 …………………………………………………………（1）
式中：
ε 1 ——軸向應(yīng)變；
Δh——軸向變形，單位為毫米（mm）；
h0 ——試驗(yàn)前試樣高度，單位為毫米（mm）。
8.2 試樣橫截面積校正計(jì)算
Aa = A0 /(1 - ε1 ) ……………………………………………………（2）
式中：
Aa ——校正后試樣截面積，單位為平方毫米（mm2）；
A0 ——試驗(yàn)前試樣截面積，單位為平方毫米（mm2）。
8.3 應(yīng)力計(jì)算
σ = F / Aa ……………………………………………………… （3）
式中：
σ ——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
St = σb / σ b ……………………………………………………（4）
式中：
σb ——原狀人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；
σb——重塑人工凍土瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）。
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。
