14.4　應變控制加荷固結試驗

14.4.1　本試驗所采用的主要儀器設備應符合下列規(guī)定：

1　固結容器（圖14.4.1）：由剛性底座、護環(huán)、環(huán)刀、透水石和加壓上蓋等組成。環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm和79.8mm，高20mm。底座底部連接孔隙水壓力裝置，可測孔隙水壓力。

2　加壓設備：螺旋桿式、液壓式或氣壓式加壓設備。應能反饋、伺服跟蹤連續(xù)加荷。軸向測力采用負荷傳感器等。測量裝置要求具有相應的剛度，量程為0～10kN；準確度為全量程的0.5％。

3　孔隙水壓力測量設備：采用壓力傳感器，量程：0～1MPa；準確度為全量程的0.5％；其體積因數(shù)應小于1.5×10-5 cm3/kPa。

4　變形測量設備：采用位移傳感器，量程0～10mm，準確度為全量程的0.2％。

5　采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)：壓力和變形范圍應滿足試驗要求。

6　其他：秒表、濾紙等。

14.4.2　儀器設備的檢定與校準應符合下列規(guī)定：

1　壓力測量設備和變形測量設備應定期檢定或校準；

2　固結儀應定期校正，校正方法應符合本規(guī)程附錄G的規(guī)定。

14.4.3　應變控制加荷固結試驗應按下列步驟進行：

1　試樣制備和飽和應符合本規(guī)程第14.2.3條第1款第1項的規(guī)定。

2　將固結容器底部孔隙水壓力閥門打開充無氣水，排除底部及管路中滯留的氣泡，將裝有試樣的環(huán)刀裝入護環(huán)，依次將透水石、薄型濾紙、護環(huán)置于容器底座上，關孔隙水壓力閥，在試樣頂部放薄型濾紙、上透水石、套上上蓋，用螺絲擰緊，使上蓋、護環(huán)和底座密封，然后放上加壓上蓋，將整個容器移入軸向加荷設備正中，調(diào)平，裝上位移傳感器。對試樣施加1kPa的預壓力，使儀器上、下各部件接觸，調(diào)整孔隙水壓力傳感器和位移傳感至零位或初始讀數(shù)。

3　選擇適宜的應變速率，其標準是使試驗時的任何時間內(nèi)試樣底部產(chǎn)生的孔隙水壓力為同時施加軸向壓力的3％～25％，應變速率可按表14.4.3選擇估算值。

4　接通控制、采集系統(tǒng)和加荷設備的電源，預熱30min。待裝樣完畢，采集初始讀數(shù)，在所選的應變速率下，對試樣施加軸向壓力，儀器按試驗要求自動加壓，定時采集數(shù)據(jù)或打印，數(shù)據(jù)采集時間間隔，在歷時前10min每隔1min，隨后1h內(nèi)每隔5min，1h后每隔15min采集一次軸向荷載、孔隙水壓力和變形值。

5　連續(xù)加壓至預期壓力為止。當軸向壓力施加完畢后，在軸向壓力不變的條件下，使孔隙水壓力消散。

6　要求測定回彈或退壓特征時，試樣在同樣的應變速率下退壓，退壓時關閉孔隙水壓力閥，應按本條第4款的規(guī)定時間間隔記錄軸向壓力和變形值。

7　試驗結束，關電源，拆除儀器，取出試樣，稱試樣質(zhì)量，測定試驗后的含水率。

14.4.4　資料整理應符合下列規(guī)定。

1　試樣的初始孔隙比e0應按式（14.2.3-1）計算。

2　試樣的孔隙比ei應按式（14.2.3-2）計算。

3　任意時刻試樣的有效壓力應按式（14.4.4-1）計算，計算結果應精確至1kPa：

式中：——任意時刻t試樣上的有效壓力（kPa）；

σi——任意時刻t試樣上施加的總壓力（kPa）；

ub——任意時刻t試樣底部的孔隙水壓力（kPa）。

4　某一壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)av應按式（14.2.3-3）計算。

5　某一壓力范圍內(nèi)的壓縮模量Es應按式（14.2.3-4）計算。

6　某一壓力范圍內(nèi)的體積壓縮系數(shù)mv應按式（14.2.3-5）計算。

7　壓縮指數(shù)Cc和回彈指數(shù)Cs應按式（14.2.4）計算。

8　任意時刻t的固結系數(shù)Cv應按式（14.4.4.-2）計算，計算結果應精確至0.001cm2/s：

式中：Δε——兩讀數(shù)間的應變變化（％）；

h——兩讀數(shù)間試樣平均高度（cm）；

Δt——兩讀數(shù)間的歷時（s）；

ub——兩讀數(shù)間試樣底部測得的孔隙水壓力平均值（kPa）；

mv——兩讀數(shù)間試樣的體積壓縮系數(shù)（kPa-1）。

9　采用單對數(shù)坐標系，以孔隙比e為縱坐標，有效壓力σ′為橫坐標，繪制e-lgσ′的關系圖（圖14.4.4-1）。

10　采用直角坐標系，以固結系數(shù)Cv為縱坐標，以有效壓力σ′為橫坐標，繪制Cv-σ′的關系圖（圖14.4.4-2）。

14.4.5　應變控制加荷固結試驗記錄應按表14.4.5填列。