附录F 冻土融化压缩试验要点F、0.1,冻土融化过程中在自重作用下产生的沉降为融化下沉.其相对融沉量即为融化下沉系数δ0,冻土融透后。在外荷载作用下所产生的压缩变形为融化压缩、其单位荷重下的相对变形量即为融化后体积压缩系数mv.土冻结过程中由于水分迁移的结果 形成分凝冰，产生不同程度的冻胀变形.而当冻土融化时，由于冻土中冰的融化和一部分水从土中排出,使土体仅在土自重,试样自重.作用下就产生下沉，这种现象称之为冻土的热融沉陷、简称为融化下沉.这种融沉性往往是不均匀的,具有突陷性质.目前我国常以融化下沉系数δ0、以往的论文和一些规范中采用A0表示冻土融化下沉系数、本规范采用δ0来表示融化下沉系数是为与现行行业标准。冻土地区建筑地基基础设计规范.JGJ、118使用的符号保持一致。避免同是冻土地区的规范出现两种符号、来描述冻土的融沉性,而以融化体积压缩系数mv表示冻土融化后在外荷载作用下的压缩变形 实际上孔隙比的变化与外压力的关系是非线性的 但在压力变化不大范围内、可近似地看成直线关系.而以融化体积压缩系数表示其压缩性的大小、F,0，2。F，0 7。关于冻土的融沉和压缩试验方法,有实验室试验及原位测定两种。试验步骤应按现行国家标准、土工试验方法标准.GB,T。50123进行 具体内容和要求为 实验室所采用的冻土试样有两种.即原状冻土及用扰动融土配制的冻土试样、一般应采用原状土.但没条件采取原状冻土时 可从工程地点采取扰动土样。根据冻土天然构造及物理指标.含水率,密度。进行制备,原状冻土试样根据建筑物对冻土地基的要求。按不同深度采取.由于冻土具有明显的各向异性及分布不均匀性、一般都要求加密取样、并在土样上标明层位方向.冻土还具有较大强度、用常规的环刀法难以切取、为此,可采用专门的冻土取样器来切取试样、取样时 冻土土温一般控制在.0 5、1。0 为好、因为土温太低往往造成脆性破碎，土温太高时,即土温接近0，的冻土在取样时表面要发生局部融化 试样制备或取出后立即置于负温的保温瓶中,并送到负温恒温箱保存。根据与原状冻土相同的土质。含水率的扰动土制成的冻土试样进行对比试验说明 扰动冻土的融沉系数小于原状土的融沉系数，其差值一般均小于5,因此，在没有条件采取原状冻土试样的情况下。采用扰动融土配制试样 人工回冻，进行融化压缩试验时,其mv值应作适当的修正、通过青藏高原 祁连山地区。东北大兴安岭地区和实验室试验所获得的大量资料发现,冻土的融沉性仅仅是冻土的固体颗粒、冰和未冻水之间的组合关系的函数,而与冻土分布地质，地理因素关系不大，1.试验方法中几个问题的说明,1.为了模拟天然地基的融化过程，在试验过程中必须保持试样自上而下的单向融化，为此，实验室除用单向加热使试样产生自上而下融化外 还必须避免侧向传热而造成试样的侧向融化问题、2，国外的试样尺寸为高度h与直径d之比即h.d,1 2，最小直径采用50mm.对于不均匀层状和网状构造的黏性土。h d,1。3 1，5，国内曾采用的容器面积为45cm2，78cm2等面积，考虑到冻土融化压缩室内试验只适用粒径小于2mm的土,并考虑到试验仪器可以采用常规压缩仪改装。其试样及尺寸应尽量接近常规压缩仪、见图1 因此,冻土试样直径采用8cm，高度采用4cm。高度与直径之比为1,2.原位试验的载板面积不宜小于5000cm2的热压模板 试样土体高为25cm.30cm 其比值大约亦为1 2.图1、融化压缩仪示意图1 加热传压板，2，热循环水进出口。3,透水板、4、上下排水孔.5.试样环,6.试样，7 透水板，8。滤纸,9 导环,10.保温外套.3,试验中当融化速度超过天然条件下的排水速度时.融化土层不能及时排水.会使融化下沉产生滞后现象 当遇到试验土层含冰，水,量较大时，融化速度过快.土体又常产生崩解现象 土颗粒与水分一起挤出 使试验失败或δ0值偏大、不论室内或室外，融化速度均用水温来控制，一般情况下，实验室试验水温控制在40，50，现场原位试验水温不超过90 为宜。加热时应注意由低逐渐升高。当土层含冰、水。率大时、可以适当降低水温,试验环境温度较高时、水温也要适当降低，总之实验室内控制在2h内使4cm高的土层融化完,原位试验约在8h内融化深度达25cm，30cm即可、4，测定mv值时、规定预加荷载10kPa.这主要考虑到土与仪器壁存在摩擦、冻土在融化过程中。有时单靠自重沉陷是困难的 所以施加很小的荷载后.融化固结能进行的较快些。而又不致对已经融化土骨架产生过大的压密 对mv值影响甚微，2 原位试验方法介绍 原位测定方法与融土地区原位荷载试验方法相似，即开始挖试坑后采用热压模板进行逐级荷载试验。这种方法可以得到各个土层的实际融沉系数及融化压缩系数.它可以适用于各种状态的冻土、但是由于此方法比较复杂。劳动强度也较大。一般仅用来测定实验室内难进行的冻结粗颗粒类土,含砾黏土及富冰土层.原位试验装置是由带加热的压模板,加荷设备 千斤顶或荷重块。压力传感器、带压力表的千斤顶 变形测量设备 可用测针，和反压装置，横梁，锚固板等、组成，见图2，图2、现场原位融化压缩试验示意图1、热压模板,2。千斤顶。3,变位测针,4，压力传感器、5,反压横梁，6，冻土。7，融土，8 测量支架,热压板的面积不小于5000cm2。用金属制成圆形或方形的空腔板，下部具有透水孔。见图3 图3、热压模板示意图1.固定千斤顶螺丝.2.加热孔 3 热压模板，4.储水腔。5、透水板。6,加水孔，7。排水孔.试验前应测定土层冻结状态时的含水率及密度,然后在土层表面铺上1cm。2cm厚的细砂再放置压模板.调整热压板处于水平。安装完毕后,施加预估可能出现的最大荷载.检查试验装置是否牢固 然后加荷 预压10kPa，包括压模板、千斤顶的重量，调整变形测量装置.即可加热进行试验，加热方法可根据试验地点的条件确定，采用电热器或喷灯加热。有因加热导致压模板受热不均使试验土层产生不均匀融化沉陷的缺点。应加注意。试样融沉开始时。可按10min，20min 30min,此后每30min进行观测和记录.累计试验达8h后即可停止加热、但仍继续观测融化下沉变化，沉降稳定标准对于细颗粒土宜取0。05mm、h 对砂，粗颗粒土宜取0，1mm,h，然后按工程需要分级加荷进行压缩试验 试验结束后,拆除试样装置、描述融土状态、用探针测量试验土层各个部位的融化深度、取其平均值、同时测定融化土层的含水率。密度等,然后清除融化土层，用上述方法进行下一土层试验