【煤炭行业标准(MT)】 人工冻土物理力学性能试验 第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法

(正版）MT_T 593.4-2011.
中华人民共和国煤炭行业标准
MT/T 593.41996
人工冻土物理力学性能试验
第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法
1996-12-03发布
中华人民共和国煤炭工业部发布1997-10-01实施
中华人民共和国煤炭
行业标准
人工冻土物理力学性能试验
第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法
MT/T593.4—1996
中国标准出版社出版
北京复兴门外三里河北街16号
邮政编码：100045
话：68522112
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开本880×12301/16
1997年4月第一版
不得翻印
印张1/2·字数9千字
1997年4月第一次印刷
印数1-800
书号：155066·2-11354定价5.00元*
标目307-45
MT/T593.4-1996
人工地层冻结（简称冻结法）在我国应用已有40年。煤炭行业经过十多年的人工冻土物理力学性能试验，已建立了较完善的冻土力学性能试验体系，其试验数据直接可靠地指导冻结设计和施工，并通过试验研究和与国际同行交流，形成了一套比较完善的人工冻土力学性能试验方法。北京建井研究所根据我国的基本国情和已有的试验方法，并参照国际地层冻结会议试验方法工作委员会所推荐大纲的内容，制定了本标准。本标准推荐了两种试验方法，一种为参照国际地层冻结会议推荐的试验指导大纲编写的试验方法，即应变速率控制加载方式下冻土瞬时单轴抗压强度试验；另一种为国内现行的试验方法，即应力增加速率控制方式下冻土瞬时单轴抗压强度试验。试验时可根据冻结地层的实际情况确定所需的试验方法。本标准在MT/T593《人工冻土物理力学性能试验》总标题下分为七个部分：第1部分（即MT/T593.1)：人工冻土试验取样及试样制备方法第2部分（即MT/T593.2)：土壤冻胀试验方法第3·部分（即MT/T593.3）：人工冻土静水压力下固结试验方法第4部分（即MT/T593.4）：人工冻土单轴抗压强度试验方法第5部分（即MT/T593.5）：人工冻土三轴剪切强度试验方法第6部分（即MT/T593.6）：人工冻土单轴压缩蠕变试验方法第7部分（即MT/T593.7）：人工冻土三轴剪切变试验方法本标准的附录A是提示的附录。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。本标准由煤矿专用设备标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：煤炭科学研究总院北京建井研究所。本标准主要起草人：陈湘生、徐兵壮、李昆、张云利、汪崇鲜。本标准由煤炭科学研究总院北京建井研究所负责解释。1范围
中华人民共和国煤炭行业标准
人工冻土物理力学性能试验
第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法
MT/T593.4-1996
本标准规定了人工冻土单轴抗压强度试验所需的仪器、设备、试样、试验步骤和结果计算。本标准适用于负温原状土及重塑土等人工冻土无侧限抗压强度和对应的应力-应变关系的测试和计算。
2引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。GBJ123—88土工试验方法
MT/T593.1一1996人工冻土物理力学性能试验第1部分：人工冻土试验取样及试样制备方法
3定义
本标准采用下列定义。
抗压强度灵敏度sensitivityofcompressionstrength负温原状土抗压强度与负温重塑土抗压强度之比值，用S.表示。4仪器、设备
4.1冻土压力仪：采用单轴应变速率控制式必须具备使试样轴向应变速率为1.0%/min和0.1%/min的加载条件；采用加载速率控制式必须具备在1～60MPa/min内无极调速且能在其中任一加载速率值上恒定的条件。轴向最大压力不得小于15kN。4.2应力及变形测试元件：量力环、千分表、测力仪、位移计，自动记录系统等。4.3温度计（国家二级标准以上）、测温仪（一40～40℃，其精度为0.2级），以及温控系统等。4.4含水量及密度测试装置、切土盘、击实筒等。5试样
5.1采用负温原状土试样和负温重塑土试样，其制备方法按MT/T593.1之6.2.2和6.2.3的规定进行。
5.2数量：每层土每种试验温度下4个。6基本要求
6.1试验必须在负温环境中进行
中华人民共和国煤炭工业部1996-12-03批准1997-10-01实施
MT/T593.4—1996
6.2试验温度在一5～一1℃范围内，其波动度不得超过士0.2℃；试验温度在一5℃以下，其波动度不得超过士0.3℃。
6.3只有一种试验温度时，应选择一10℃。若有多种试验温度时，其中应有一10℃。如有特殊要求，可另选试验温度。
6.4在负温下使用的仪表须按国家有关规定定期进行负温标定。测温元件在每次试验前须用国家二级标准以上温度计进行校核。
7试验步骤
7.1·应变速率控制加载方式下冻土瞬时单轴抗压强度试验。7.1.1选择试样应变速率为1.0%/min。有特殊要求时按要求确定。并填入附录A(提示的附录）表内。7.1.2核实试样的来源、编号、密度、含水量，并填入附录A表内，检查试验设备、仪表及测试系统等。7.1.3将压力仪调零，把已准备好的试样同轴放在压力仪上下压头之间，安装好压力、变形测试元件、仪表。
7.1.4按所选应变速率确定并调好试验机活塞速度。7.1.5开动压力仪，同时测记轴向变形和力值。若用量力环和千分表量测，当轴向应变在3%之内时，每增加0.3%～0.5%测读一次；超过3%时，每增加0.6%1.0%测读一次。7.1.6当力值达到峰值或稳定时，再继续增加3%～5%的应变值，即可停止试验；如力值一直增加，则试验进行到轴向应变大于20%（冻结粘性土）或15%（冻结砂）为止。如果在刚性试验机上做应力-应变全过程试验，则一直进行到应力接近0为止。7.1.7停机卸载后取下试样，描述试样破坏后的状况，填入附录A表内。7.1.8对于负温原状土试样的试验，若需测定抗压强度灵敏度时。可将冻土在常温下解冻，105～110℃温度下烘干，按天然密度及含水量制成相同规格的负温重塑土试样，再按本标准7.1.1～7.1.7规定的步骤进行试验。
7.2应力增加速率控制加载方式下冻土瞬时单轴抗压强度试验。7.2.1准备工作按本标准7.1.2、7.1.3规定的步骤进行。7.2.2确定应力增加速率，使试样在30士5s内达到承载极限。7.2.3开动压力仪按确定的应力增加速率加载，同时测记轴向变形和力值。若用千分表测量变形，根据7.2.2确定的应力增加速率选取测读间隔，至少应有5个以上有效读数。建议用数据采集系统测试。7.2.4·按本标准7.1.6～7.1.8规定的步骤进行。8计算、制图
8.1应变按下式计算：
Ey=Ah/ho
轴向应变；
式中：
Ah-轴向变形;mm;
h。试验前试样高度，mm。
8.2试样横截面积按下式作校正计算：A = A/(1 - )
式中：A—校正后试样截面积，mm；A。—试验前试样截面积，mm2。8.3应力按下式计算：
式中：a轴向应力,MPa；
（1）
（2）
·（3）
F-—轴向荷载,N。
MT/T593.4--1996
8.4，以轴向应力为纵座标，轴向应变为横座标，绘制应力-应变曲线。取最大轴向应力作为冻土单轴抗压强度。
8.5.抗压强度灵敏度按下式计算：S, = op/dp
式中：p—原状人工冻土瞬时单轴抗压强度，MPa;oi一重塑人工冻土瞬时单轴抗压强度，MPa。8.6将计算结果填入附录A表内。..（4)
试验前试样高度ho=
试验前试样直径D。=
试验前试样截面积Ao=
试样重量W。=
试样含水量W：
试样密度r=
试验温度T=
负温原状土单轴抗压强度=
负温重塑土单轴抗压强度'=
抗压强度灵敏度S.=
轴向变形
工程名称：
土样编号：
试样编号：
土样说明：
轴向应变
MT/T593.4-1996
附录A
(提示的附录）
人工冻土单轴抗压强度试验表
试样破坏情况：
校正面积
轴向荷载
试验者：
计算者：
校核者：
试验日期：
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轴向应力
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