MT T 593.7-1996 人工冻土物理力学性能试验.第7部分 人工冻土三轴剪切蠕变.试验方法.pdf

1、MT/T 593.7-1996 前吉人工地层冻结(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s第1部分RPMT /T 593.1)，人工冻土试验取样及试样制备方法第2部分(即MT/T 593.2)，土壤冻胀试验方法第

2、3部分RPMT /T 593.3)，人工冻土静水压力下团结试验方法第4部分(即MT/T臼3.4)，人工冻土单铀抗压强度试验方法第5部分(即MT/T 593. 5)，人工冻土三轴剪切强度试验方法第6部分(即MT/T 593.6)，人工冻土单轴压缩蠕变试验方法第7部分(即MT/T 593.7)，人工冻土三轴剪切蠕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s煤炭科学研究总院北京建井研究所。本标准主要起草人:张云利、李昆、陈湘生、徐兵壮、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。348 中华人民共和

3、国煤炭行业标准人工冻土物理力学性能试验第7部分:人工冻土三轴剪切蠕变试验方法MT/T 593.7-1996 1 范围本标准规定了人工冻土多试样和单试样三轴剪切蠕变试验所需的仪器、设备、试样，试验步骤和结果计算。本标准适用于轴对称三向剪切应力条件下负温原状土及重塑土蠕变性能的测试和计算。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。MT/T 593. 1 人工冻土物理力学性能试验第1部分s人工冻土试验取样及试样制备方法MT/T 593.4 人工冻土物理力学性能试验第

4、4部分z人工冻土单轴抗压强度试验方法MT/T 593.5 人工冻土物理力学性能试验第5部分z人工冻土三轴剪切强度试验方法MT/T 593. 6 人工冻土物理力学性能试验第6部分z人工冻土单轴压缩蠕变试验方法3 定义本标准采用下列定义.人工冻土三轴剪切蠕变artificially frozen soil triaxial shear cr田p人工冻士在三向压缩应力不变或波动很小，且轴向应力大于围压应力条件下，其变形随时间延长而改变的性质。4 仪器、设备4. 1 低温三轴蠕变试验仪a最大轴向荷载200kN，围压6MPa(适用于土层埋深小于300m)或12MPa 适用于土层埋深小于700m)，波动度

5、不超过10kPa. 4.2 千分表、测力仪、位移计(量程士50mro，分值士0.01mm)、时间-变形记录仪、绘图仪等。4.3 温度计、(国家二级标准以上)、测温仪(-4040C，其精度为0.2级)。4.4 冷却及温控设备等。4.5 含水量、密度测试装置等。5 试样5. 1 采用负温原状土试样或负温重塑土试样，其制备方法按MT/T593.1之6.2. 2和6.2.3的规定进行。5.2 规格应与MT/T593.5所采用的试样规格致。中华人民共和国煤炭工业部1996-12-03批准1997-10-01实施349 MT/T 593.7-1996 5.3 数量5个(多试样三轴蠕变)，或2个(单试样分级

6、加载三轴蠕变)，其中一个试样用于进行三轴剪切强度试验。6 基本要求应符合MT/T 593.4第6章的规定。7试验步骤7. , 多试样分别加载兰轴压缩蠕变试验. ,. , 核实试样的来源、编号、容重、含水量、温度等，并填入附录A(提示的附录)表内，检查试验设备、仪表及测试系统等。. 1. 2 测量试样尺寸，对冻结后变形的试祥按规定要求进行修正，同时称重并记录。7. ,. 3 按MT/T593.5中7.1的规定，用一个试祥试验得到瞬时兰轴剪切强度。7. .4 确定合适的蠕变加载系数，并根据瞬时三轴剪切试验结果计算出所需轴向荷载和国压，填入附录A表内。7. ,. 5 用乳胶模密封试样，放入上下压头之

7、间，安装并连接好测力仪、位移计和时间变形记录仪等。7. .6 施加围压、使试样在规定围压下团结4-6ho 7. ,. 7 对测力仪、位移计、时间-变形记录仪等调零或设定起始点.在恒定围压下给试样迅速加载至所需荷载或应力值，同时记录时间、变形等，并将它们的起始值填入附录A表内，试验过程中试样所受应力应保持稳定，波动度不得超过士10kPao 7.1.8 当试样变形己稳定(d./dt;O.000 5 h-I, 1类蠕变)24h以上或已破坏(1类蠕变)时，测试结束。将结束时的时间和变形记入附录A表内.7. 1. 9卸去荷载.取出试样，描述其破坏情况，填入附录A表内。7.10 若需获得蠕变曲线簇，可根据

8、需要确定几个不同的应力系数品。重复本标准7.1. 1、7.1.2和7. 1. 4-7. 1. 9规定的步骤。7.2 单试样分级加载三轴压缩蠕变试验1;7.2.1 确定各级蠕变加载系数，按MT/T593.6第7.1. 9的规定取值。7.2.2 取最小一级蠕变加载系数，按本标准7.1.1-7.1.7规定的步骤进行。7.2.3 测试进行到变形已达稳定(d./dt，;二0.O.o05h-I，1类蠕变或变形速率趋于常数(I d/dtl; O. 000 5 h寸，n类蠕变)24h以上(不超过48h)，一级蠕变结束。.2.4 依次取不同的蠕变加载系数，计算出所需荷载值，重复本标准7.1.7和7.2. 3规定

9、的步骤。7.2.5 当某一级的测试进入第三阶段时，不能再进行下一级的加载，可将此级蠕变进行到试样破坏为止。7.2.6按本标准7.1.9规定的步骤进行。8 计算8. 1 应变计算8. 1. 1 轴向应变计算 _:_ M/ho E1c =1-ee 式中:广试样轴向总应变，从对应于蠕变开始时计算，M一-试样输向变形量，mmj:ho试验前试样轴向长度，mm;350 . ( 1 ) . ( 2 ) MT/T 593.7-1996 e】c一一试样轴向瑞变应变g.一一弹性应变(加载过程中瞬时应变)。8. 1- 2 径向应变计算乌=W/D， -， -，. 式中:乌试样总平均径向应变，W一一试样径向总平均变化量

10、，mm;D, 试验前试样平均直径，mm;一一试祥平均径向蠕变应变(从对应的输向蠕变应变开始时费tlt十), 试样加恒定蠕变应力后平均瞬时径向应变与对应的瞬时轴向应变时间段一致) 8.1.3 剪应变强度计算对于轴对称三轴剪切g式中:Yc 剪应变强度。当忽略试祥体积变化28.2 应力计算8.2.1 剪应力强度计算对于轴对称三轴剪切a式中，r一一剪应力强度.MPa，1一一轴向主应力.MPa，一径向主应力.MPa。8.2.2 剪应力强度取值ye=XEIe-，) / .f r, = .f丁fRer = (叫一，)/I丁飞=k;rb 式中:ri一-第1级蝙变剪应力强度取值.MPa，A一一加载系数，b一一试

11、样瞬时剪应力强度，MPao8.3 蠕变数学模型根据三轴剪切蠕变数据，建立相应的蠕变数学模型=式中，T一二试验温度，.C ; t一蠕变时间.h.r, = J(T .r.。求出对应的蠕变参数，绘出三轴剪切蟠变曲线。. ( 3 ) ( 4 ) . ( 5 ) . ( 6 ) ( 7 ) . ( 8 ) . ( 9 ) 351 试验前试样高度试验前试样直径试验前试样截面积试样重量试样啻水量试样密度试验温度围压瞬时剪应力强度蠕变加载系数工程名称.土样编号g试样编号零土样说明z352 ho= Do= Ao= Wo= w= 俨-T= = -输向荷载N MT!T 593.7-1996 附录A(提示的附录)人工冻土三轴剪切蟠变试验表mn、1m mm g % g/mm3 MP. MP. 弹性变形mm 试样破坏情况，变形始值m自1试磁者g计算着E校核者z试验日期z试验室章h变形终值mm 起始时间终止时间