19 无侧限抗压强度试验
19.0.1 无侧限抗压强度试验适用于饱和的黏性土和黏性尾矿。
19.0.2 无侧限抗压强度试验所采用的主要仪器设备应符合下列规定:
1 应变控制式无侧限压缩仪(图19.0.2)主要包括:测力计、加压框架、升降设备和手轮。
图19.0.2 应变控制式无侧限压缩仪
1—轴向加荷架;2—轴向测力计;3—试样;4—上、下传压板;
5—手轮;6—升降板;7—轴向位移计
2 轴向位移计:量程10mm,分度值0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2%的位移传感器。
3 切土盘(图17.1.5-5)。
4 重塑筒:内径39.1mm,高度宜为内径的2.0倍~2.5倍。
5 天平:称量500g,感量0.1g。
6 其他:秒表、修土刀、塑料薄膜等。
19.0.3 无侧限抗压强度试验应按下列步骤进行:
1 试样直径宜为39.1mm,试样高度宜为试样直径的2.0倍~2.5倍。试样制备应按本规程第17.1.6条的规定进行。
2 将试样两端涂一薄层凡士林,当气候干燥时,应在试样周围涂一薄层凡士林,防止水分蒸发。
3 将试样放在下传压板正中,转动手轮,使试样缓慢上升。当测力计的百分表指针开始微动时,试样与上传压板刚好接触,将测力计指针调整为零,根据试验的软硬程度选用不同量程的测力计。
4 轴向应变速率宜为每分钟应变1%~3%。转动手柄,使升降设备上升进行试验,轴向应变小于3%时,每隔0.5%应变(或0.4mm)读数一次;轴向应变等于大于3%时,每隔1%应变(或0.8mm)读数一次。试验宜在8min~10min内完成。
5 当测力计的百分表读数出现峰值或读数连续稳定不变时,试验应进行到3%~5%的轴向应变后停止试验。当测力计的百分表读数无峰值时,试验应进行至20%轴向应变。
6 试验结束后,取出试样,描绘试样破坏形状。当破裂角明显时,应测记破裂角大小。
19.0.4 当需要测定灵敏度时,应立即将破坏后的试样除去涂有凡士林的部分,加少许余土,包于塑料薄膜内用手反复搓捏,彻底破坏其结构,重塑成圆柱形,放入重塑筒内,挤压成与原状试样尺寸、密度相等的试样,应立即按本规程第19.0.3条第2款~第6款的规定进行试验。
19.0.5 无侧限抗压强度试验的轴向应变应按式(19.0.5)计算,结果应精确至0.1%:
式中:ε1——轴向应变(%);
Δh1——轴向变形(mm);
h0——试验初始高度(mm)。
19.0.6 无侧限抗压强度试验的试样面积应按式(19.0.6)计算,结果应精确至0.01:
式中:Aa——校正后试件的断面积(cm2);
A0——试件起始面积(cm2)。
19.0.7 无侧限抗压强度试验的轴向应力应按式(19.0.7)计算,结果应精确至1kPa:
式中:σ——轴向应力(kPa);
10——单位换算系数;
C——测力计率定系数(N/0.01mm)。
19.0.8 采用直角坐标系,以轴向应力为纵坐标,轴向应变为横坐标,绘制轴向应力与轴向应变关系曲线(图19.0.8)。取曲线上轴向应力的峰值为无侧限抗压强度;当曲线无峰值时,应取15%轴向应变所对应的轴向应力为无侧限抗压强度。
图19.0.8 轴向应力与轴向应变关系曲线
1—原状试样;2—重塑试样
19.0.9 无侧限抗压强度试验的灵敏度应按式(19.0.9)计算,结果应精确至0.1:
式中:St——灵敏度;
qu——原状试样的无侧限抗压强度(kPa);
q′u——重塑试样的无侧限抗压强度(kPa)。
19.0.10 无侧限抗压强度试验记录应按表19.0.10填列。
表19.0.10 无侧限抗压强度试验记录