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期恒壓的應力控制式大型三軸壓縮儀上進行，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；9一周圍壓力閥；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、周圍壓力系統、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款的規定進行檢查。

69.3  操 作 步 驟

69.3.1      試樣制備應按下列步驟進行：

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，黏質粗顆粒土應按本標準第67.4.1 條的規定，進行試樣 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行：

1     施加周圍壓力至預定壓力；

2   待外體變測量系統讀數穩定后，清零讀數；

3    開排水閥(實際起排氣作用),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。 固結過程 中隨時繪制△V-t 關系曲線，當曲線下段趨于水平時即認為固結完成。

69.3.3      施加軸向應力應按下列步驟進行：

1     無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 過 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，認為干樣的變形穩定。

69.3.4      濕化試驗應按下列步驟進行：

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。保持周圍壓力和軸向應力不變，應按本標準第67.3.2條第2款的規定進行水頭飽和。在試樣飽和過程中，應保持試樣中心部位水壓恒定在10kPa。

2  水頭飽和過程中應記錄時間、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讀數。

3  對于細粒含量較少的無黏性粗顆粒土，濕化變形能較快穩 定，對于黏質粗顆粒土，穩定的時間應適當放長。當30min  內軸 向應變的變化量小于0.01%時，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個位置，分4個角度用 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—— 某時刻止濕化產生的軸向變形(cm);

h_c——干樣固結后的高度(cm);

△V_s—— 某時刻止濕化產生的體積變化(cm3)。

69.4.3      以時間為橫坐標，以軸向應變和體積應變為縱坐標，繪制 濕化變形與時間的關系曲線。

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。