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附錄F.凍土融化壓縮試驗(yàn)要點(diǎn)F、0。1.凍土融化過(guò)程中在自重作用下產(chǎn)生的沉降為融化下沉,其相對(duì)融沉量即為融化下沉系數(shù)δ0，凍土融透后，在外荷載作用下所產(chǎn)生的壓縮變形為融化壓縮,其單位荷重下的相對(duì)變形量即為融化后體積壓縮系數(shù)mv，土凍結(jié)過(guò)程中由于水分遷移的結(jié)果。形成分凝冰.產(chǎn)生不同程度的凍脹變形 而當(dāng)凍土融化時(shí)、由于凍土中冰的融化和一部分水從土中排出，使土體僅在土自重、試樣自重，作用下就產(chǎn)生下沉、這種現(xiàn)象稱(chēng)之為凍土的熱融沉陷,簡(jiǎn)稱(chēng)為融化下沉。這種融沉性往往是不均勻的、具有突陷性質(zhì),目前我國(guó)常以融化下沉系數(shù)δ0 以往的論文和一些規(guī)范中采用A0表示凍土融化下沉系數(shù)，本規(guī)范采用δ0來(lái)表示融化下沉系數(shù)是為與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，JGJ,118使用的符號(hào)保持一致 避免同是凍土地區(qū)的規(guī)范出現(xiàn)兩種符號(hào).來(lái)描述凍土的融沉性，而以融化體積壓縮系數(shù)mv表示凍土融化后在外荷載作用下的壓縮變形 實(shí)際上孔隙比的變化與外壓力的關(guān)系是非線性的 但在壓力變化不大范圍內(nèi)，可近似地看成直線關(guān)系,而以融化體積壓縮系數(shù)表示其壓縮性的大小，F(xiàn),0.2,F.0。7 關(guān)于凍土的融沉和壓縮試驗(yàn)方法.有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及原位測(cè)定兩種、試驗(yàn)步驟應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。GB,T,50123進(jìn)行 具體內(nèi)容和要求為。實(shí)驗(yàn)室所采用的凍土試樣有兩種，即原狀凍土及用擾動(dòng)融土配制的凍土試樣，一般應(yīng)采用原狀土.但沒(méi)條件采取原狀凍土?xí)r.可從工程地點(diǎn)采取擾動(dòng)土樣 根據(jù)凍土天然構(gòu)造及物理指標(biāo).含水率 密度.進(jìn)行制備。原狀凍土試樣根據(jù)建筑物對(duì)凍土地基的要求.按不同深度采取,由于凍土具有明顯的各向異性及分布不均勻性,一般都要求加密取樣，并在土樣上標(biāo)明層位方向 凍土還具有較大強(qiáng)度、用常規(guī)的環(huán)刀法難以切取.為此，可采用專(zhuān)門(mén)的凍土取樣器來(lái)切取試樣,取樣時(shí)、凍土土溫一般控制在。0，5,1，0,為好、因?yàn)橥翜靥屯斐纱嘈云扑?，土溫太高時(shí)。即土溫接近0，的凍土在取樣時(shí)表面要發(fā)生局部融化、試樣制備或取出后立即置于負(fù)溫的保溫瓶中,并送到負(fù)溫恒溫箱保存.根據(jù)與原狀凍土相同的土質(zhì)，含水率的擾動(dòng)土制成的凍土試樣進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)說(shuō)明。擾動(dòng)凍土的融沉系數(shù)小于原狀土的融沉系數(shù)、其差值一般均小于5。因此 在沒(méi)有條件采取原狀凍土試樣的情況下。采用擾動(dòng)融土配制試樣，人工回凍.進(jìn)行融化壓縮試驗(yàn)時(shí).其mv值應(yīng)作適當(dāng)?shù)男拚?通過(guò)青藏高原，祁連山地區(qū)，東北大興安嶺地區(qū)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)所獲得的大量資料發(fā)現(xiàn).凍土的融沉性僅僅是凍土的固體顆粒，冰和未凍水之間的組合關(guān)系的函數(shù),而與凍土分布地質(zhì)，地理因素關(guān)系不大、1,試驗(yàn)方法中幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明、1 為了模擬天然地基的融化過(guò)程,在試驗(yàn)過(guò)程中必須保持試樣自上而下的單向融化。為此.實(shí)驗(yàn)室除用單向加熱使試樣產(chǎn)生自上而下融化外、還必須避免側(cè)向傳熱而造成試樣的側(cè)向融化問(wèn)題。2,國(guó)外的試樣尺寸為高度h與直徑d之比即h，d、1，2。最小直徑采用50mm.對(duì)于不均勻?qū)訝詈途W(wǎng)狀構(gòu)造的黏性土、h,d 1、3、1、5、國(guó)內(nèi)曾采用的容器面積為45cm2、78cm2等面積。考慮到凍土融化壓縮室內(nèi)試驗(yàn)只適用粒徑小于2mm的土 并考慮到試驗(yàn)儀器可以采用常規(guī)壓縮儀改裝.其試樣及尺寸應(yīng)盡量接近常規(guī)壓縮儀。見(jiàn)圖1、因此 凍土試樣直徑采用8cm、高度采用4cm 高度與直徑之比為1、2.原位試驗(yàn)的載板面積不宜小于5000cm2的熱壓模板,試樣土體高為25cm.30cm。其比值大約亦為1,2,圖1.融化壓縮儀示意圖1。加熱傳壓板、2 熱循環(huán)水進(jìn)出口 3 透水板 4.上下排水孔,5。試樣環(huán),6.試樣。7.透水板、8，濾紙、9 導(dǎo)環(huán)。10，保溫外套,3.試驗(yàn)中當(dāng)融化速度超過(guò)天然條件下的排水速度時(shí),融化土層不能及時(shí)排水、會(huì)使融化下沉產(chǎn)生滯后現(xiàn)象 當(dāng)遇到試驗(yàn)土層含冰，水,量較大時(shí)、融化速度過(guò)快,土體又常產(chǎn)生崩解現(xiàn)象，土顆粒與水分一起擠出、使試驗(yàn)失敗或δ0值偏大。不論室內(nèi)或室外、融化速度均用水溫來(lái)控制,一般情況下，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)水溫控制在40，50,現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)水溫不超過(guò)90、為宜、加熱時(shí)應(yīng)注意由低逐漸升高 當(dāng)土層含冰，水。率大時(shí)，可以適當(dāng)降低水溫 試驗(yàn)環(huán)境溫度較高時(shí).水溫也要適當(dāng)降低?？傊畬?shí)驗(yàn)室內(nèi)控制在2h內(nèi)使4cm高的土層融化完.原位試驗(yàn)約在8h內(nèi)融化深度達(dá)25cm，30cm即可 4。測(cè)定mv值時(shí)，規(guī)定預(yù)加荷載10kPa.這主要考慮到土與儀器壁存在摩擦 凍土在融化過(guò)程中.有時(shí)單靠自重沉陷是困難的,所以施加很小的荷載后 融化固結(jié)能進(jìn)行的較快些。而又不致對(duì)已經(jīng)融化土骨架產(chǎn)生過(guò)大的壓密 對(duì)mv值影響甚微,2，原位試驗(yàn)方法介紹、原位測(cè)定方法與融土地區(qū)原位荷載試驗(yàn)方法相似,即開(kāi)始挖試坑后采用熱壓模板進(jìn)行逐級(jí)荷載試驗(yàn).這種方法可以得到各個(gè)土層的實(shí)際融沉系數(shù)及融化壓縮系數(shù)、它可以適用于各種狀態(tài)的凍土，但是由于此方法比較復(fù)雜 勞動(dòng)強(qiáng)度也較大 一般僅用來(lái)測(cè)定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)難進(jìn)行的凍結(jié)粗顆粒類(lèi)土,含礫黏土及富冰土層,原位試驗(yàn)裝置是由帶加熱的壓模板。加荷設(shè)備。千斤頂或荷重塊 壓力傳感器,帶壓力表的千斤頂，變形測(cè)量設(shè)備,可用測(cè)針、和反壓裝置,橫梁,錨固板等。組成.見(jiàn)圖2 圖2、現(xiàn)場(chǎng)原位融化壓縮試驗(yàn)示意圖1 熱壓模板、2 千斤頂。3。變位測(cè)針,4,壓力傳感器，5。反壓橫梁,6、凍土，7,融土。8、測(cè)量支架.熱壓板的面積不小于5000cm2，用金屬制成圓形或方形的空腔板、下部具有透水孔，見(jiàn)圖3.圖3。熱壓模板示意圖1.固定千斤頂螺絲 2，加熱孔，3.熱壓模板.4。儲(chǔ)水腔、5,透水板、6.加水孔.7 排水孔。試驗(yàn)前應(yīng)測(cè)定土層凍結(jié)狀態(tài)時(shí)的含水率及密度、然后在土層表面鋪上1cm、2cm厚的細(xì)砂再放置壓模板,調(diào)整熱壓板處于水平.安裝完畢后、施加預(yù)估可能出現(xiàn)的最大荷載,檢查試驗(yàn)裝置是否牢固.然后加荷 預(yù)壓10kPa,包括壓模板。千斤頂?shù)闹亓?、調(diào)整變形測(cè)量裝置。即可加熱進(jìn)行試驗(yàn)、加熱方法可根據(jù)試驗(yàn)地點(diǎn)的條件確定,采用電熱器或噴燈加熱.有因加熱導(dǎo)致壓模板受熱不均使試驗(yàn)土層產(chǎn)生不均勻融化沉陷的缺點(diǎn).應(yīng)加注意，試樣融沉開(kāi)始時(shí),可按10min，20min，30min。此后每30min進(jìn)行觀測(cè)和記錄、累計(jì)試驗(yàn)達(dá)8h后即可停止加熱，但仍繼續(xù)觀測(cè)融化下沉變化 沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于細(xì)顆粒土宜取0、05mm.h、對(duì)砂.粗顆粒土宜取0。1mm，h。然后按工程需要分級(jí)加荷進(jìn)行壓縮試驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)束后,拆除試樣裝置,描述融土狀態(tài) 用探針測(cè)量試驗(yàn)土層各個(gè)部位的融化深度、取其平均值。同時(shí)測(cè)定融化土層的含水率,密度等、然后清除融化土層，用上述方法進(jìn)行下一土層試驗(yàn)、