TDMT593-6型人工凍土單軸蠕變試驗機
一、產(chǎn)品概述
TDMT593-6型人工凍土單軸蠕變試驗機由河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司依據(jù)MT/T593.6—2011《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”開發(fā)研制，同時兼容公路、鐵路、核電、水電等國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的試驗要求。本設(shè)備為工程單位、高校及科研院所開展凍土單軸蠕變性能研究提供高精度測試支持，適用于凍結(jié)原狀土及重塑土在單向壓縮應(yīng)力條件下的蠕變性能測試與計算。
二、適用范圍
本試驗機主要用于單向壓縮應(yīng)力條件下凍結(jié)原狀土及重塑土的多試樣/單試樣蠕變試驗，包括試驗儀器配置、試樣制備、試驗步驟及結(jié)果計算，符合MT/T593.6—2011標(biāo)準(zhǔn)要求。
三、規(guī)范性引用文件
MT/T 593.1《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/T 593.4《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》
四、術(shù)語和定義
4.1人工凍土單軸蠕變
人工凍土在無側(cè)向應(yīng)力、軸向壓應(yīng)力恒定的條件下，變形隨時間延長而變化的性質(zhì)。
4.2衰減型蠕變（I類蠕變）
凍土所受應(yīng)力較小時，變形速率逐漸減小并趨近于零的蠕變類型。
4.3非衰減型蠕變（II類蠕變）
凍土所受應(yīng)力大于某一臨界值時，變形速率經(jīng)歷“減小→恒定→增大→破壞”三階段的蠕變類型（瞬時變形除外）。
4.4蠕變加載系數(shù)（ki）
蠕變試驗中試樣所受應(yīng)力與瞬時單軸抗壓強度的比值。
五、設(shè)備參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)
5.1主機系統(tǒng)
型號：TDMT593-6型人工凍土單軸蠕變試驗儀
最大軸向壓力：100kN
力值精度：±1%（F.S.）
加載方式：伺服控制恒應(yīng)力加載（應(yīng)力波動度≤±10kPa）
試驗空間：軸向行程0~50mm，徑向可調(diào)范圍適配試樣直徑（常規(guī)φ50mm×100mm試樣）
控制方式：計算機全自動控制（含手動應(yīng)急模式）
5.2應(yīng)力及變形測試元件
壓力傳感器：量程0~100kN，精度±1%（F.S.），輸出信號4~20mA/RS485
位移傳感器：
軸向量程：0~50mm，精度±1%（F.S.），分辨率0.001mm；
徑向量程：0~25mm，精度±1%（F.S.），分辨率0.001mm；
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采樣頻率≥10Hz，支持實時存儲應(yīng)力、位移、溫度數(shù)據(jù)，兼容Excel/Origin格式導(dǎo)出。
5.3溫度傳感器
量程：-40℃~+40℃
精度：±0.2℃（恒溫控制時溫度波動≤±0.2℃）
布置：試樣中心及環(huán)境溫度雙通道監(jiān)測（可選配多探頭分布式測溫）。
5.4冷卻及溫控設(shè)備
制冷方式：壓縮機制冷+液氮輔助（可選）
控溫范圍：-40℃~+40℃（連續(xù)可調(diào)）
控溫精度：±0.2℃（穩(wěn)態(tài)時）
降溫速率：≥2℃/min（空載，-40℃目標(biāo)）
保溫時長：≥72h（恒溫-10℃，無外部干擾）。
5.5輔助設(shè)備
含水率/密度測試裝置：配套電子天平（精度0.01g）、環(huán)刀（體積500cm3）、烘箱（105℃±2℃）等，符合MT/T593.1要求。
六、試樣要求
6.1試樣類型
采用凍結(jié)原狀土試樣或凍結(jié)重塑土試樣，制備方法按MT/T593.1中6.2.2（原狀土）和6.2.3（重塑土）執(zhí)行。
6.2試樣規(guī)格
與MT/T593.4規(guī)定的單軸抗壓強度試樣一致（推薦尺寸：φ50mm×100mm圓柱體，允許偏差±0.5mm）。
6.3試樣數(shù)量
多試樣單軸蠕變試驗：同一土層5個（含1個瞬時抗壓強度試樣）；
單試樣分級加載試驗：同一土層2個（含1個瞬時抗壓強度試樣）。
七、試驗基本要求
1.試驗溫度：優(yōu)先選擇-10℃；多溫度試驗時需包含-10℃；特殊需求可按需設(shè)定（如-5℃、-20℃等）。
2.溫度穩(wěn)定性：試驗過程中溫度波動≤±0.2℃。
3.設(shè)備校準(zhǔn)：試驗前需對所有儀器（力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器等）進行計量校準(zhǔn)，確保精度符合要求。
八、試驗步驟
8.1多試樣單軸蠕變試驗
1.試樣核查與記錄：核對試樣來源、編號、密度、含水率、溫度等信息（填入附錄A表），檢查設(shè)備及測試系統(tǒng)狀態(tài)。
2.尺寸測量與修正：測量試樣高度（h?）、直徑（D?），稱重；若凍結(jié)后變形，按MT/T593.1中5.2.2修正尺寸并記錄。
3.瞬時抗壓強度測試：取1個試樣按MT/T593.4中7.1進行試驗，獲取瞬時單軸抗壓強度（σb）。
4.加載參數(shù)計算：根據(jù)目標(biāo)蠕變加載系數(shù)（ki=0.3、0.4、0.5、0.7或0.1、0.2、0.3、0.5，依試驗時長選擇），計算每級荷載（Pi=σi·Ai，σi=ki·σb，Ai為試樣橫截面積）。
5.試樣安裝：試樣外套塑料膜防失水，置于試驗儀上下加壓頭間，連接壓力、位移傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
6.加載與監(jiān)測：快速加載至目標(biāo)應(yīng)力（波動≤±10kPa），記錄初始彈性應(yīng)變（εe）及時間（t?）；持續(xù)監(jiān)測變形（Δh），直至滿足終止條件：
I類蠕變：dε/dt≤0.0005h?1且穩(wěn)定24h以上；
II類蠕變：變形趨于破壞（d2ε/dt2>0）。
7.卸載與記錄：卸荷后取出試樣，描述破壞形態(tài)（如鼓脹、劈裂等）。
8.多曲線簇試驗：如需不同ki下的蠕變曲線，重復(fù)步驟1~7（推薦ki按0.3、0.4、0.5、0.7或長期試驗取0.1、0.2、0.3、0.5）。
8.2單試樣分級加載單軸蠕變試驗
1.加載方案設(shè)計：確定分級ki（同8.1.4），從最小ki開始。
2.第一級加載：按8.1.1~8.1.6完成加載，監(jiān)測至：
I類蠕變：dε/dt≤0.0005h?1；
II類蠕變：d2ε/dt2≤0.0005h?2且持續(xù)24~48h。
3.后續(xù)分級加載：依次提高ki，重復(fù)加載（保持應(yīng)力恒定），每級終止條件同第二級；若某級進入加速蠕變階段（d2ε/dt2>0.0005h?2），則停止加載并完成該級試驗至破壞。
4.卸載與記錄：同8.1.8。
九、結(jié)果計算
系統(tǒng)中自帶嵌入式試驗計算系統(tǒng)。可直接打印試驗表格。
十、注意事項
1.試驗前需預(yù)熱設(shè)備30min，確保溫控系統(tǒng)穩(wěn)定；
2.試樣安裝時避免偏心加載，防止局部應(yīng)力集中；
3.長期試驗（>100h）需定期檢查傳感器零點漂移，必要時重新校準(zhǔn)；
4.試驗結(jié)束后及時清理加壓頭表面冰渣，涂抹防銹油保護；
5.數(shù)據(jù)存儲路徑建議設(shè)置為非系統(tǒng)盤，定期備份原始數(shù)據(jù)。
十一、附錄A（規(guī)范性附錄）
人工凍土單軸蠕變試驗成果表（示例）
