37  凍脹率試驗

37.1  一 般 規(guī) 定

37.1.1       土樣應為黏土或砂質土。

37.1.2       本試驗方法的降溫速度，黏土應為0.3℃/h, 砂質土應為0.2℃/h。

37.2  儀 器 設 備

37.2.1       試樣盒(圖37.2.1)應由外徑為12cm、壁厚為1cm、高為10cm 的有機玻璃筒作為試樣盒。在側壁，沿高度每隔1cm 設熱敏電阻溫度計插入孔，底板和頂蓋結構能提供恒溫液循環(huán)和外界水源補充通道。

圖37.2.1 試樣盒結構示意圖

1一供水裝置；2一百分表；3一保溫材料；4一加壓裝置；5—正溫循環(huán)液進出口； 6一熱敏電阻測溫點；7一負溫循環(huán)液進出口；8—底板；9一頂板；10—濾水板

37.2.2       恒溫箱容積不應小于0.8m3, 內設冷液循環(huán)管路和加熱器，功率為500W, 通過熱敏電阻溫度計與溫度控制儀相連，使試驗期間箱溫保持在1℃±0.5℃。

37.2.3      溫度控制系統(tǒng)應由低溫循環(huán)浴和溫度控制儀組成，提供試驗所需的頂板、底板溫度。

37.2.4      溫度監(jiān)測系統(tǒng)應由熱敏電阻溫度計、數字電壓表組成。 監(jiān)測試驗過程中土樣、頂板、底板溫度和箱溫變化。

37.2.5      補水系統(tǒng)應由恒定水位裝置通過塑料管與底板相連，水 位應高于底板和土樣接觸面0.5cm。

37.2.6      變形監(jiān)測系統(tǒng)百分表或位移傳感器的量程應為30mm, 分度值應為0.01mm。

37.2.7      加壓系統(tǒng)應由加壓框架和砝碼組成。

37.3  操 作 步 驟

37.3.1      原狀土凍脹率試驗應按下列步驟進行：

1    土樣應按自然沉積方向放置，剝去蠟封和膠帶，開啟土樣筒取出土樣；

2   用切土器將原狀土樣削成直徑為10cm、高 為 5cm 的試 樣，稱量確定密度并取余土測定初始含水率；

3    在有機玻璃試樣盒內壁涂上一薄層凡士林，放在底板上并 放一張濾紙，然后將試樣從頂裝入盒內，讓其自由滑落在底板上；

4    在試樣頂面上放一張濾紙，然后放上頂板，并稍稍加力，以使土柱與頂、底板接觸緊密；

5    將裝有試樣的試樣盒放入恒溫箱內，試樣周側、頂板、底板 內插入熱敏電阻溫度計，試樣周側包裹5cm 厚的泡沫塑料進行保 溫，連接頂板、底板冷液循環(huán)管路及底板補水管路，供水并排除底 板內氣泡，調節(jié)供水裝置水位，當考慮無水源補充狀態(tài)時，可切斷 供水，安裝百分表或位移傳感器；

6  若需模擬原狀土天然受力狀態(tài)，可施加相應的荷載；

7  開啟恒溫箱、試樣頂板、底板冷浴，設定恒溫箱冷浴溫度為 -15℃,箱內溫度為1℃;頂板、底板冷浴溫度為1℃;

8 試樣恒溫6h, 并監(jiān)測溫度和變形。待試樣初始溫度均勻達到1℃以后，開始試驗；

9  頂板溫度調節(jié)到- 15℃并持續(xù)0.5h, 讓試樣迅速從頂面 開始凍結，然后將頂板溫度調節(jié)到-2℃或所要求的負溫，使土體溫度勻速下降，保持箱溫和底板溫度均為1℃,記錄初始水位，每 隔1h記錄水位、溫度和變形量各1次，試驗持續(xù)72h;

10  試驗結束后，迅速從試樣盒中取出試樣，量測試樣高度并測定凍結深度。

37.3.2  擾動土凍脹率試驗應按下列步驟進行：

1  稱取風干土樣，加純水拌和呈稀泥漿，裝人內徑為10cm 的有機玻璃筒內，加壓固結，直至達到所需初始含水率和干容重要 求后，將土樣從有機玻璃筒中推出，并將土樣高度切削到5cm;

2  應按本標準第37 .3 . 1條第3款～第10款的規(guī)定進行試驗。

37.4  計算和記錄

37.4.1  凍脹率應按下式計算：

(37.4.1)

式中：η_f—凍脹率(%);

△h_f——試樣總凍脹量(mm);

H_f—— 凍結深度(mm)。

37.4.2  凍脹率試驗的記錄格式應符合本標準附錄D 表 D.67  的規(guī)定。