本文引用：MT/T593.6—2011《人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)》第6部分：人工凍土單軸蠕變?cè)囼?yàn)方法
1范圍
MT/T 593的本部分規(guī)定了人工凍土多試樣和單試樣蠕變?cè)囼?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(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
MT/T 593.4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
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人工凍土單軸蠕變artificial frozen soil uniaxial creep
人工凍土在無側(cè)向應(yīng)力時(shí)軸向壓應(yīng)力不變的條件下，其變形隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變的性質(zhì)。
3.2衰減型蠕變（I類蠕變）attenuating creep
當(dāng)凍土所受應(yīng)力較小時(shí)，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-attenuating creep
當(dāng)凍土所受應(yīng)力大于某一確定值時(shí)，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(gè)階段（瞬時(shí)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(yàn)破壞為加速蠕變階段。
3.4蠕變加載系數(shù)creep loading coefficient
蠕變?cè)囼?yàn)中試樣所受應(yīng)力與瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度的比值，用ki表示。
4試驗(yàn)用儀器、設(shè)備
4.1單軸蠕變?cè)囼?yàn)儀：最大軸向壓力100kN，精度1%。
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%）；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冷卻及溫控設(shè)備。
4.5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(gè)（多試樣單軸蠕變?cè)囼?yàn)）或2個(gè)（單試樣分級(jí)加載單軸蠕變?cè)囼?yàn)），其中一個(gè)試樣用于進(jìn)行瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
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多試樣單軸蠕變?cè)囼?yàn)
7.1.1核實(shí)試樣的來源、編號(hào)、密度、含水率、溫度等，并填入附錄A表內(nèi)，檢查試驗(yàn)設(shè)備、儀表及測(cè)試系統(tǒng)等。
7.1.2測(cè)量試樣尺寸，對(duì)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(gè)試樣試驗(yàn)得到瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度。
7.1.4確定合適的蠕變加載系數(shù)并根據(jù)瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度計(jì)算出逐級(jí)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?cè)囼?yàn)儀的上下加壓頭之間，。安裝并連接好壓力量測(cè)系統(tǒng)、位移量測(cè)系統(tǒng)。
7.1.6啟動(dòng)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(shí)記錄時(shí)間、變形值。試驗(yàn)過程中試樣所受應(yīng)力宜保持恒定（其波動(dòng)度不超過±10kPa）。
7.1.7當(dāng)試樣變形已達(dá)穩(wěn)定（dε/dt≤0.0005 h-1，I類蠕變）24h小時(shí)以上或趨于破壞（II類蠕變）時(shí)，測(cè)試結(jié)束。記下時(shí)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(gè)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(yàn)需要選擇）取值。對(duì)于需超過100h的蠕變?cè)囼?yàn)，ki按0.1，0.2，0.3和0.5取值。
7.2單試樣分級(jí)加載單軸蠕變?cè)囼?yàn)
7.2.1根據(jù)需要確定各級(jí)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(jí)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(cè)試進(jìn)行到變形已達(dá)穩(wěn)定（dε/dt≤0.0005h-1，I類蠕變），或變形速率趨于常數(shù)（d 2ε/dt 2≤0.0005h-2，II類蠕變）超過24h（但不超過48h）時(shí)，一級(jí)蠕變結(jié)束。
7.2.4依次取不同的蠕變加載系數(shù)，計(jì)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(jí)的測(cè)試進(jìn)入第三階段時(shí)，不能再進(jìn)行下一步的加載，可將此級(jí)蠕變進(jìn)行到試驗(yàn)破壞為止。
7.2.6按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
8.1.1軸向應(yīng)變計(jì)算
εh=Δh/h0……………………………………………………………………(1)
εc=εh-εe…………………………………………………………………（2）
式中：
εh——軸向總應(yīng)變；
Δh——試樣軸向變形，單位為毫米（mm）；
h0——試驗(yàn)前試樣高度，單位為毫米（mm）；
εc——蠕變應(yīng)變；
εe——彈性應(yīng)變（加載過程瞬時(shí)應(yīng)變）。
8.1.2徑向應(yīng)變計(jì)算
εd=ΔD/D0…………………………………………………………（3）
式中：
εd——徑向應(yīng)變；
ΔD——試樣直徑平均變化量，單位為毫米（mm）；
D0——試驗(yàn)前試樣平均直徑，單位為毫米（mm）。
8.2應(yīng)力、荷載計(jì)算
8.2.1應(yīng)力計(jì)算
σi=kiσb……………………………………………………………（4）
式中：
σi——第i級(jí)加載時(shí)試樣所受應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；
ki——第i級(jí)蠕變加載系數(shù)；
σb——瞬時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）。
8.2.2荷載計(jì)算
Pi=σiAi……………………………………………………………（5）
Ai…………………………………………………………（6）
式中：
Pi—第i級(jí)所加荷載值，單位為牛頓（N）；
Ai—試樣在加i第級(jí)荷載時(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的蠕變數(shù)學(xué)模型：
εc=f(T,σi,t) （7）
宜采用下列函數(shù)描述蠕變數(shù)學(xué)模型:
式中：
T—試驗(yàn)溫度，單位為攝氏度(℃);
σ——軸向恒應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）；
t——蠕變時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；
A0、B、C、D——與試驗(yàn)溫度、軸向恒應(yīng)力、蠕變時(shí)間相關(guān)的參數(shù)。計(jì)算出對(duì)應(yīng)的蠕變參數(shù)，繪制蠕變曲線，并對(duì)擬合效果進(jìn)行描述。
附錄A
（規(guī)范性附錄）
人工凍土單軸蠕變?cè)囼?yàn)成果表
