1本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定∶
1TD50123-17.4應(yīng)變控制加荷固結(jié)試驗(yàn)儀(圖1)∶由具有連續(xù)測(cè)孔隙水壓力裝置的剛性底座、護(hù)環(huán)、環(huán)刀、透水板、加壓上蓋等組成∶
圖1固結(jié)儀組裝示意圖
1一底座12一排氣孔13一下透水板∶4一試褲15—護(hù)環(huán);6—環(huán)刀,7-上透水板;
8一上蓋;9一加壓董板;10一加荷架∶11—負(fù)街傳感筋;12—孔壓傳感裁;
13-密封陶;14一加壓機(jī)座;15-位移傳感器
1)環(huán)刀、透水板的技術(shù)性能和尺寸參數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土工實(shí)驗(yàn)儀器環(huán)刀》SL 370及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;
2)環(huán)刀和護(hù)環(huán)底部與剛性底座要密封,應(yīng)能經(jīng)受1.0MPa的內(nèi)壓不泄漏。
2軸向加荷設(shè)備∶可采用螺旋桿式、液壓式和氣壓式加荷裝置。應(yīng)能反饋、伺服跟蹤連續(xù)加荷。軸向測(cè)力計(jì)采用負(fù)荷傳感器等。測(cè)量裝置應(yīng)具有相應(yīng)的剛度。量程應(yīng)為0kN~10kN;最大允許誤差應(yīng)為±0.5?S.
3孔隙水壓力量測(cè)設(shè)備∶可采用壓力傳感器,量程;0MPa~1MPa;最大允許誤差應(yīng)為±0.5?S。其體積因數(shù)應(yīng)小于1.5×10-*em'/kPa.
4變形測(cè)量設(shè)備∶可采用位移傳感器,量程應(yīng)為0mm~10mm;最大允許誤差應(yīng)為士0.2?S。
5其他;切土器、刮土刀、天平、秒表、烘箱、土樣盒。
2應(yīng)變控制式加荷固結(jié)試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行∶
1制備試樣應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第17.2.2條第1款執(zhí)行。
2測(cè)定試樣的密度和含水率應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第17.2.2條第3歉的規(guī)定,并對(duì)試樣飽和。
3將固結(jié)容器底部連接孔隙水壓力傳感器的閥門(mén)打開(kāi),用無(wú)氣水排除底部滯留的氣泡。并將透水板用無(wú)氣水飽和,使水淹蓋底部透水板。透水板上放薄濾紙。
4將裝有試樣的環(huán)刀放入護(hù)環(huán)內(nèi),裝人固結(jié)容器,壓入密封圈內(nèi)。試樣上放薄濾紙,透水板、上蓋和加壓髓板,用螺絲擰緊,使環(huán)刀和護(hù)環(huán)與底座密封。然后將固結(jié)儀放置到軸向加荷設(shè)備正中。在組裝固結(jié)儀時(shí),孔隙水壓力測(cè)量系統(tǒng)不應(yīng)帶人氣體。
5裝上位移傳感器,并對(duì)試樣施加1kPa的設(shè)置壓力;然后調(diào)整孔隙水壓力和位移傳感器的初始讀數(shù)或零讀數(shù)。
6選擇適宜的應(yīng)變速率。其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)使在試驗(yàn)時(shí)的任何時(shí)間試樣底部產(chǎn)生的孔隙水壓力為施加垂直應(yīng)力的3??20??應(yīng)變速率可按表2選擇。試驗(yàn)時(shí),當(dāng)超孔隙水壓力值超出建議的范圍時(shí),可調(diào)整應(yīng)變速率。
表2應(yīng)變速率
液限wL(%) | 應(yīng)變速率ε(%/min) | 液限wL(%) | 應(yīng)變速率ε(%/min) |
0~40 | 0.04 | 80~100 | 0.001 |
40~60 | 0.01 | 100~120 | 0.0004 |
60~80 | 0.004 | 120~140 | 0.0001 |
7接通控制系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和加壓設(shè)備的電源,預(yù)熱30mim,采集初始讀數(shù)。在所選的常應(yīng)變速率下,施加軸向荷載,使產(chǎn)生軸應(yīng)變。
8數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔。在歷時(shí)前10min內(nèi)間隔1min;隨后的1h以內(nèi)間隔5min;lh以后間隔15min采集1次軸荷載、超孔隙水壓力和變形值。
9連續(xù)加荷一直到預(yù)期應(yīng)力或應(yīng)變?yōu)橹埂.?dāng)軸向荷載施加完成后,在軸向荷載不變或變形不變的條件下使孔隙水壓力消散。
10在試驗(yàn)時(shí),需獲得次固續(xù)數(shù)據(jù)時(shí)。在所需軸問(wèn)77載時(shí)中斷控制應(yīng)變加荷,并保持該荷載不變條件下,應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第17.2.2條第10款規(guī)定的時(shí)間順序記錄變形值,一直延續(xù)至變形和對(duì)數(shù)時(shí)間關(guān)系曲線上呈現(xiàn)一次固結(jié)部分線性特性階段為止。若需進(jìn)一步加荷,則在先前常應(yīng)變速率條件下,恢復(fù)控制應(yīng)變的軸向加荷。
11當(dāng)要求回彈或卸荷特性時(shí),試樣在等干加荷時(shí)的應(yīng)變速率條件下卸荷。卸荷時(shí)關(guān)閉孔隙水壓力測(cè)量系統(tǒng)。應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第2條第8款規(guī)定的時(shí)間間隔記錄軸向荷載和變形。回彈完成后,打開(kāi)孔隙水壓力測(cè)量系統(tǒng),監(jiān)測(cè)孔隙水壓力,并允許其消散。
12所有試驗(yàn)完成后,從固結(jié)儀中取出整個(gè)試樣,稱量、烘干,求得干密度及含水率。
3應(yīng)變控制加荷固結(jié)試驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算;
1試樣的初始孔隙比e應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式(17.2.3-1)計(jì)算;
2任意時(shí)刻試樣的孔隙比e;應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式(17.2,3-2)計(jì)算;
3任意時(shí)刻試樣的有效壓力d,應(yīng)按下式計(jì)算∶
式中∶σ;——任意時(shí)刻t試樣上的有效壓力(kPa);
o;——任意時(shí)刻!試樣上施加的總壓力(kPa);
u.——任意時(shí)刻!試樣底部的孔隙水壓力(kPa)。
4某一壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)a、應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式(17.2.3-3)
計(jì)算;
5某一壓力范圍內(nèi)壓縮模量E.和體積壓縮系數(shù)m,應(yīng)按本
標(biāo)準(zhǔn)式(17.2.3-4)、式(17.2.3-5)計(jì)算;
6壓縮指數(shù)C和回彈指數(shù)C應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式(17.2.3-6)
計(jì)算;
7任意時(shí)刻∶的固結(jié)系數(shù)C.應(yīng)按下式計(jì)算∶
式中;Ac——兩讀數(shù)間的應(yīng)變變化(??;
h-兩讀數(shù)間的試樣平均高度<cm);
A-——兩讀數(shù)間的歷時(shí)(s〕;
u——兩讀數(shù)間試樣底部測(cè)得的孔隙水壓力平均值(kPa)。
4以孔隙比e為縱坐標(biāo),有效壓力o'在對(duì)數(shù)橫坐標(biāo)上,繪制e-Iga'的關(guān)系圖。
5以固結(jié)系數(shù)C,為縱坐標(biāo),有效壓力σ'為橫坐標(biāo),繪制C-d'的關(guān)系圖。
6為獲得次壓縮數(shù)據(jù),在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上繪制變形與時(shí)間圖。
7應(yīng)變控制式加荷固結(jié)試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄
D表D.26~表D.28、表D.30的規(guī)定。