本文引用GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》-粗顆粒土三軸濕化變形試驗(yàn)

1一般規(guī)定

1.1土樣為最大粒徑不應(yīng)大于60mm的粗顆粒土。

1.2本試驗(yàn)方法加荷方式采用應(yīng)力控制式。

2儀器設(shè)備

2.1本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合以下規(guī)定：

1粗顆粒土的濕化試驗(yàn)宜在能長期恒壓的應(yīng)力控制式大型三軸壓縮儀上進(jìn)行，大型三軸儀的設(shè)備組成可參考本標(biāo)準(zhǔn)圖2.1。為準(zhǔn)確測量體積變化，應(yīng)在大型三軸壓縮儀圍壓系統(tǒng)上增加高精度的外體變測量系統(tǒng)(圖2.1)。

圖2.1大型三軸壓縮儀

1一軸向荷載傳感器；2—位移傳感器；3—壓力室；4—試樣帽；5—上透水板；6—橡皮膜；7一試樣；8—下透水板；9—周圍壓力閥；10一壓力表；11—外體變測量系統(tǒng)；12—液壓推缸；13--傳力桿；14-孔隙壓力閥；15—進(jìn)水管閥；16一排水閥；17—體變管；18一通氣閥；19一反壓力閥；20一量水管閥；21一量水管

2附屬設(shè)備：應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第2.1條第2款的規(guī)定。

2.2三軸儀使用前的軸向壓力系統(tǒng)、周圍壓力系統(tǒng)、壓力室、體變量測系統(tǒng)和孔隙壓力量測系統(tǒng)等應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第2.2條第1款～第4款的規(guī)定進(jìn)行檢查。

3操作步驟

3.1試樣制備應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1試樣尺寸：試樣的直徑和高度應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.1條第1款的規(guī)定；

2無黏性粗顆粒土應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第3.1條第2款～第8款的規(guī)定，黏質(zhì)粗顆粒土應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第1條的規(guī)定，進(jìn)行試樣制備并測定試樣的直徑和高度。

3.2試樣固結(jié)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1施加周圍壓力至預(yù)定壓力；

2待外體變測量系統(tǒng)讀數(shù)穩(wěn)定后，清零讀數(shù)；

3開排水閥(實(shí)際起排氣作用),每隔20s～30s測記外體變測量系統(tǒng)讀數(shù)ΔV一次，計算得到試樣的體積變化ΔV。固結(jié)過程中隨時繪制ΔV-t關(guān)系曲線，當(dāng)曲線下段趨于水平時即認(rèn)為固結(jié)完成。

3.3施加軸向應(yīng)力應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1無黏性粗顆粒土應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.4條第1款的規(guī)定，黏質(zhì)粗顆粒土應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第5條的規(guī)定，剪切至預(yù)定軸向壓力后，保持軸向壓力不變。剪切過程中應(yīng)測記軸向荷載傳感器、位移計、外體變測量系統(tǒng)等的讀數(shù)。

2經(jīng)過3h～5h,在圍壓和軸向應(yīng)力作用下，當(dāng)30min內(nèi)干樣的軸向應(yīng)變變化量小于0.01%時，認(rèn)為干樣的變形穩(wěn)定。

3.4濕化試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1干樣變形穩(wěn)定后，將軸向位移計、外體變測量系統(tǒng)等清零或記錄濕化前的初始讀數(shù)。保持周圍壓力和軸向應(yīng)力不變，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第3.2條第2款的規(guī)定進(jìn)行水頭飽和。在試樣飽和過程中，應(yīng)保持試樣中心部位水壓恒定在10kPa。

2水頭飽和過程中應(yīng)記錄時間、測計軸向荷載傳感器、軸向位移計、孔隙壓力計和外體變測量系統(tǒng)讀數(shù)。

3對于細(xì)粒含量較少的無黏性粗顆粒土，濕化變形能較快穩(wěn)定，對于黏質(zhì)粗顆粒土，穩(wěn)定的時間應(yīng)適當(dāng)放長。當(dāng)30min內(nèi)軸向應(yīng)變的變化量小于0.01%時，可認(rèn)為濕化變形穩(wěn)定。

4濕化變形穩(wěn)定后停機(jī)拆樣。

5濕化變形試驗(yàn)可取3級～5級圍壓，每個圍壓下3級～4級應(yīng)力水平。

4計算、制圖和記錄

4.1干樣固結(jié)后的體積V.應(yīng)按下列公式計算：

Vc=V0-ΔV    (4.1-1)

ΔV=ΔVˊ-Δh_cA_g=ΔVˊ-Δh_cπD_g2/4   (4.1-2)

A_g/V_c×100    

式中Vc——干樣固結(jié)后的體積(cm3);

V0——干樣初始體積(cm3);

ΔV′——外體變測量系統(tǒng)讀數(shù)變化(cm3);

Δh_c——干樣固結(jié)后下沉量(cm),由軸向位移計測得；

Ag——傳力桿的面積(cm2);

Dg——平均直徑(cm),選擇傳力桿3個位置，分4個角度用游標(biāo)卡尺量測傳力桿的直徑。

4.2濕化軸向應(yīng)變E?、濕化體積應(yīng)變E應(yīng)按下列公式計算：

εls=Δhs/hc×100=Δhs/（h0-Δhc）×100

εvs=ΔVs/Vc×100=(ΔVˊ-ΔhsAg）/Vc×100

式中：εls——濕化軸向應(yīng)變(%);

εvs——濕化體積應(yīng)變(%);

Δhs——某時刻止?jié)窕a(chǎn)生的軸向變形(cm);

hs——干樣固結(jié)后的高度(cm);

ΔVs——某時刻止?jié)窕a(chǎn)生的體積變化(cm3)。

4.3以時間為橫坐標(biāo)，以軸向應(yīng)變和體積應(yīng)變?yōu)榭v坐標(biāo)，繪制濕化變形與時間的關(guān)系曲線。

4.4本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄D表D.34～表D.36、表D.113的規(guī)定。

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