GB/T 50123-2019 粗顆粒土三軸濕化變形試驗

69     粗顆粒土三軸濕化變形試驗

69.1  一 般 規 定

69.1.1       土樣為最大粒徑不應大于60mm 的粗顆粒土。

69.1.2       本試驗方法加荷方式采用應力控制式。

69.2  儀 器 設 備

69.2.1       本試驗所用的儀器設備應符合以下規定：

1    粗顆粒土的濕化試驗宜在能長(cháng)期恒壓的應力控制式大型三軸壓縮儀上進(jìn)行，大型三軸儀的設備組成可參考本標準圖67.2.1。 為準確測量體積變化，應在大型三軸壓縮儀圍壓系統上增加高精度  的外體變測量系統(圖69.2.1)。

圖69.2.1 大型三軸壓縮儀

1一軸向荷載傳感器；2一位移傳感器；3—壓力室；4一試樣帽；5—上透水板；6一橡皮膜；

7一試樣；8一下透水板；9一周?chē)鷫毫﹂y；10-壓力表；11一外體變測量系統；

12一液壓推缸；13-傳力桿；14-孔隙壓力閥；15—進(jìn)水管閥；16一排水閥；

17一體變管；18一通氣閥；19一反壓力閥；20一量水管閥；21一量水管

2    附屬設備：應符合本標準第67.2.1條第2款的規定。

69.2.2      三軸儀使用前的軸向壓力系統、周?chē)鷫毫ο到y、壓力室、 體變量測系統和孔隙壓力量測系統等應按本標準第67.2.2條第1款～第4款的規定進(jìn)行檢查。

69.3  操 作 步 驟

69.3.1      試樣制備應按下列步驟進(jìn)行：

1    試樣尺寸：試樣的直徑和高度應符合本標準第67.3.1條 第1款的規定；

2    無(wú)黏性粗顆粒土應按本標準第67.3. 1條第2款～第8款 的規定，黏質(zhì)粗顆粒土應按本標準第67.4.1 條的規定，進(jìn)行試樣 制備并測定試樣的直徑和高度。

69.3.2      試樣固結應按下列步驟進(jìn)行：

1     施加周?chē)鷫毫χ令A定壓力；

2   待外體變測量系統讀數穩定后，清零讀數；

3    開(kāi)排水閥(實(shí)際起排氣作用),每隔20s～30s測記外體變測量系統讀數△V 一次，計算得到試樣的體積變化△V。 固結過(guò)程 中隨時(shí)繪制△V-t 關(guān)系曲線(xiàn)，當曲線(xiàn)下段趨于水平時(shí)即認為固結完成。

69.3.3      施加軸向應力應按下列步驟進(jìn)行：

1     無(wú)黏性粗顆粒土應符合本標準第67.3.4 條第1款的規 定，黏質(zhì)粗顆粒土應符合本標準第67.4.5條的規定，剪切至預定 軸向壓力后，保持軸向壓力不變。剪切過(guò)程中應測記軸向荷載傳 感器、位移計、外體變測量系統等的讀數。

2   經(jīng) 過(guò) 3h～5h,  在圍壓和軸向應力作用下，當30min內干樣 的軸向應變變化量小于0.01%時(shí)，認為干樣的變形穩定。

69.3.4      濕化試驗應按下列步驟進(jìn)行：

1    干樣變形穩定后，將軸向位移計、外體變測量系統等清零或記錄濕化前的初始讀數。保持周?chē)鷫毫洼S向應力不變，應按本標準第67.3.2條第2款的規定進(jìn)行水頭飽和。在試樣飽和過(guò)程中，應保持試樣中心部位水壓恒定在10kPa。

2  水頭飽和過(guò)程中應記錄時(shí)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讀數。

3  對于細粒含量較少的無(wú)黏性粗顆粒土，濕化變形能較快穩 定，對于黏質(zhì)粗顆粒土，穩定的時(shí)間應適當放長(cháng)。當30min  內軸 向應變的變化量小于0.01%時(shí)，可認為濕化變形穩定。

4  濕化變形穩定后停機拆樣。

5  濕化變形試驗可取3級～5級圍壓，每個(gè)圍壓下3級～4 級應力水平。

69.4  計算、制圖和記錄

69.4.1  干樣固結后的體積V.應按下列公式計算：

                  V_c=V ₀- △V                                     (69.4.1-1)

(69.4.1-2)

式中 V_c—— 干樣固結后的體積(cm3);

V₀——干樣初始體積(cm3);

△V'——外體變測量系統讀數變化(cm3);

△h_c——干樣固結后下沉量(cm), 由軸向位移計測得； 

A_g——傳力桿的面積(cm2);

D_g——平均直徑(cm),  選擇傳力桿3個(gè)位置，分4個(gè)角度用 游標卡尺量測傳力桿的直徑。

69.4.2  濕化軸向應變Eis、濕化體積應變Ev應按下列公式計算：

(  69.4.2-1)

    (69.4.2-2)

式中：ε_1s——濕化軸向應變(%);

ε_vs——濕化體積應變(%);

△h_s—— 某時(shí)刻止濕化產(chǎn)生的軸向變形(cm);

h_c——干樣固結后的高度(cm);

△V_s—— 某時(shí)刻止濕化產(chǎn)生的體積變化(cm3)。

69.4.3      以時(shí)間為橫坐標，以軸向應變和體積應變?yōu)榭v坐標，繪制 濕化變形與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。

69.4.4      本試驗的記錄格式應符合本標準附錄D 表 D.34～表 D.36、 表 D.113 的規定。