ICS 93.080.01 CCS P66 15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 2423—2021 高纬度多年冻土区公路冻土静三轴 压缩试验规程 Static triaxial test code of practice for frozen soil of highway in high latitude permafrost regions 2021-10-15 发布 2021-11-15 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 DB15/T 2423—2021 目 次 前言 ................................................................................. II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 仪器与设备 ......................................................................... 2 4.1 4.2 4.3 4.4 取样设备 ....................................................................... 试样保存设备 ................................................................... 制样仪器与设备 ................................................................. 试验仪器与设备 ................................................................. 2 2 2 3 5 土样采集与试样制备 ................................................................. 4 5.1 5.2 5.3 5.4 土样要求 ....................................................................... 试样要求 ....................................................................... 取样及接收管理 ................................................................. 试样的制备 ..................................................................... 4 4 4 5 6 试验步骤 ........................................................................... 5 6.1 前期准备 ....................................................................... 5 6.2 测试过程 ....................................................................... 6 7 试验结果计算分析 ................................................................... 6 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 轴向应变 ....................................................................... 试样面积的校正 ................................................................. 主应力差 ....................................................................... 内摩擦角和粘聚力 ............................................................... 弹性模量 ....................................................................... 6 6 7 7 8 附录 A（规范性） 冻土静三轴压缩试验数据记录表 ......................................... 9 I DB15/T 2423—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由内蒙古自治区交通运输厅归口。 本文件起草单位：内蒙古自治区交通运输科学发展研究院、呼伦贝尔市公路勘测规划设计有限公司、 内蒙古大学、中国科学院西北生态环境资源研究院。 本文件主要起草人：谢春磊、徐湘田、赵鑫、刘振孝、郑剑锋、王永涛、于晨、刘伟、王振华、王 再宝、邵帅、王继伟、黄文斌、于彪、周明武、张晓宇、李庆林、王金利、白璐、倪宇飞、刘英国。 II DB15/T 2423—2021 高纬度多年冻土区冻土静三轴压缩试验规程 1 范围 本文件规定了高纬度多年冻土区冻土静三轴压缩试验涉及的仪器设备、取样、制样、测试及数据分 析等要求。 本文件适用于高纬度多年冻土区各等级公路原状土及重塑土，其他多年冻土区可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 50123-2019 土工试验方法标准 JTG 3430-2020 公路土工试验规程 MT/T 593.1-2011 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 MT/T 593.5-2011 人工冻土物理力学性能试验 第5部分：人工冻土三轴剪切强度试验方法 3 术语和定义 MT/T 593.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 多年冻土 permafrost 冻结状态持续两年及两年以上的土（岩）。 3.2 高纬度多年冻土区 high-latitude permafrost regions 我国东北北纬46°以北、存在多年冻土的地区。 3.3 原状冻土试样 frozen undisturbed soil specimen 从冻结地层中取得冻结原状土，进行加工而成的冻土试样。 3.4 重塑冻土试样 frozen remolded soil specimen 由原状土经烘干、破碎、配土、加工成型，再负温冻结而成的冻土试样。 [来源：MT/T 593.1-2011，3.5] 3.5 1 DB15/T 2423—2021 冻土静三轴压缩试验 triaxial compression test of frozen soil 在试验仪器压力室内以不同的恒定围压（小主应力σ2=σ3）对冻土试样施加轴向压力（主应力差 σ1-σ3）进行剪切直至破坏的试验。 3.6 内摩擦角 internal friction angle 反映土的摩擦特性，由土颗粒的表面摩擦力及颗粒间的嵌入和联锁作用产生的咬合力构成。 3.7 粘聚力 cohesion 土体内部相邻各部分之间的相互吸引力。 3.8 弹性模量 elastic modulus 材料的应力与相应的应变之间的比值，表征物体弹性变形难易程度的物理量。本文件中取土体峰值 应力一半的应力与相应的应变之比值。 4 仪器与设备 4.1 取样设备 风镐、土芯（岩芯）钻具和其他设备等。 4.2 试样保存设备 温度控制箱：温度-30 ℃～0 ℃，精度0.1 ℃，10 h内温度波动度不超过0.5 ℃。 4.3 制样仪器与设备 4.3.1 量具 天平：称量1000 g，最小分度值0.1 g；天平：称量500 g，最小分度值0.02 g；天平：称量200 g， 最小分度值0.01 g；量筒：容积100 mL，最小刻度值1 mL；直角尺：200 mm×200 mm，分度1 mm；游标 卡尺：量程200 mm，最小刻度值0.02 mm。 4.3.2 碎土设备 颚式碎土机或其他碎土设备。 4.3.3 成型设备 击实仪、环刀、切土盘、切土器、制样机等。 4.3.4 辅助设备 保湿器、干燥器、木锤、橡皮板、标准筛、修土刀、钢锯、橡皮膜等，橡皮膜应满足JTG 3430-2020 T 0144-1993 2.5的要求。 2 DB15/T 2423—2021 4.4 试验仪器与设备 4.4.1 冻土静三轴压缩试验仪 冻土静三轴压缩试验仪（如图1所示）由周围压力系统、温度控制系统等组成。变速率可调，最大 轴向荷载200 kN；最大围压20 MPa，波动范围不超过10 kPa。 4.4.2 应力及变形测试元件 压力传感器：量程0 kN～200 kN，精度1%；位移传感器：轴向量程0 mm～50 mm，精度1%；数据自 动采集系统等。 4.4.3 温度传感器：量程-40 ℃～+40 ℃，精度为 0.1 ℃。 4.4.4 冷却及温控设备：温度-40 ℃～20 ℃，精度 0.1 ℃，10 h 内温度波动度不超过 0.5 ℃。 标引序号说明： 1—制冷系统； 2—油源； 3—压力室； 4—保温层； 5—围压加载油路； 6—围压测量装置； 7—轴向位移传感器； 8—轴向荷载加载活塞及压力传感器； 9—框架； 10—温度传感器； 11—试样； 12—试样底座。 图1 冻土静三轴压缩试验仪示意图 3 DB15/T 2423—2021 5 土样采集与试样制备 5.1 土样要求 5.1.1 土样块体采集应取细粒土、砂类土土样，每块土样尺寸应大于等于 250 mm×250 mm×250 mm； 钻孔