重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu′檢測技術(shù)要點(diǎn)
重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 (Unconfined Compressive Strength, UCS)，通常用符號 qu′ 表示，是評價(jià)重塑土體在無側(cè)向約束條件下抵抗軸向壓縮破壞能力的關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)。它對于巖土工程設(shè)計(jì)、地基處理效果評估、路基填筑質(zhì)量控制以及土體改良技術(shù)研究具有極其重要的工程意義。重塑土是指將天然土體或擾動土經(jīng)過特定方法（如擊實(shí)、夯實(shí)、重塑）重新制備成具有預(yù)定密度和含水率的試樣，其結(jié)構(gòu)性與天然沉積的原狀土存在顯著差異。因此，qu′ 的準(zhǔn)確測定是理解重塑土工程力學(xué)性能的核心環(huán)節(jié)。
檢測項(xiàng)目
重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu′檢測的核心項(xiàng)目即為測定試樣在無側(cè)限條件下直至破壞時(shí)所承受的最大軸向應(yīng)力值（qu′）。圍繞這一核心指標(biāo)，在試驗(yàn)過程中通常還需同步記錄或計(jì)算以下關(guān)聯(lián)項(xiàng)目：
- 軸向應(yīng)變 (ε)：試樣在壓縮過程中的軸向變形量與原高度的比值。
- 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線：繪制軸向應(yīng)力隨軸向應(yīng)變變化的完整曲線，用于分析土體的變形特性和破壞模式（如脆性破壞或塑性流動）。
- 破壞形態(tài)：觀察并記錄試樣破壞時(shí)的破裂面形狀和特征。
- 試樣初始物理狀態(tài)：包括重塑試樣的制備密度（干密度ρd或壓實(shí)度）、含水率（ω）等。
檢測儀器
進(jìn)行重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所需的主要儀器設(shè)備包括：
- 無側(cè)限壓力儀 (Unconfined Compression Apparatus)：核心設(shè)備，包含加載框架、施加軸向荷載的裝置（通常為機(jī)械式或液壓式）、承壓板（上下各一）。
- 測力系統(tǒng)：量程和精度合適的荷載傳感器或測力環(huán)（量程通常為1kN-10kN，精度不低于1%），用于實(shí)時(shí)測量施加的軸向荷載。
- 位移測量系統(tǒng)：量程和精度合適的位移傳感器或百分表（精度0.01mm），用于測量試樣的軸向變形。
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：能夠自動或手動記錄荷載和變形數(shù)據(jù)的儀表或計(jì)算機(jī)軟件。
- 試樣制備工具：針對重塑土，必備工具包括：
- 擊實(shí)儀 (Compaction Apparatus)：如標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀（Proctor錘）、振動壓實(shí)儀或靜力壓實(shí)裝置，用于按標(biāo)準(zhǔn)方法制備具有特定密實(shí)度的重塑土樣。
- 飽和裝置（如需要）：真空抽氣飽和裝置或水頭飽和裝置。
- 切土器：用于將壓實(shí)的土樣切割成規(guī)定尺寸的圓柱體試樣。
- 稱量設(shè)備：精度0.01g的天平。
- 烘箱、干燥器：用于測定含水率。
檢測方法
重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu′的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)流程主要遵循以下步驟：
- 試樣制備：
- 根據(jù)設(shè)計(jì)要求或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制備具有特定含水率的重塑土。
- 使用標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)或壓實(shí)方法（如標(biāo)準(zhǔn)普氏擊實(shí)法、靜壓法），在特定尺寸的模具中將土料壓實(shí)至目標(biāo)干密度（或壓實(shí)度），制備成圓柱體土樣塊體。
- 用切土器將壓實(shí)后的土塊精確切割成規(guī)定直徑（常用39.1mm或50mm）和高徑比為2:1的圓柱體試樣（高度通常為80mm或100mm）。
- 測量試樣的實(shí)際直徑和高度（精確至0.1mm），稱重（精確至0.01g）。
- 根據(jù)需要，對試樣進(jìn)行飽和（通常適用于細(xì)粒土）。
- 試樣安裝：將制備好的試樣兩端涂上薄層凡士林或放置濾紙，小心放置在無側(cè)限儀的下承壓板上，調(diào)整上承壓板與試樣上端接觸（避免預(yù)壓）。
- 安裝測量儀表：安裝好測力裝置（如測力環(huán)或傳感器）和位移測量裝置（如百分表或位移傳感器），并調(diào)整零點(diǎn)。
- 加載：
- 選擇適當(dāng)?shù)募虞d速率（通常應(yīng)變速率控制在0.5%/min - 2%/min范圍內(nèi)，如1.0 mm/min - 1.3 mm/min 對于80mm高試樣）。
- 開動試驗(yàn)機(jī)，以恒定應(yīng)變速率對試樣施加連續(xù)的軸向荷載。
- 數(shù)據(jù)記錄：
- 在加載過程中，按規(guī)定的應(yīng)變增量間隔（如0.1% - 0.5%應(yīng)變）或時(shí)間間隔，同步記錄軸向荷載（P）和對應(yīng)的軸向變形（ΔH）讀數(shù)。
- 當(dāng)應(yīng)力出現(xiàn)峰值時(shí)（脆性破壞），記錄峰值荷載。當(dāng)應(yīng)力隨應(yīng)變持續(xù)增加無明顯峰值時(shí)（塑性破壞），通常按軸向應(yīng)變達(dá)到15% - 20%時(shí)的應(yīng)力值作為qu′。
- 試驗(yàn)終止：當(dāng)荷載達(dá)到峰值并開始顯著下降，或軸向應(yīng)變已達(dá)到規(guī)定值（如15%或20%），或試樣已發(fā)生明顯破壞時(shí)，停止試驗(yàn)。
- 破壞形態(tài)記錄：取下試樣，描述并記錄其破壞后的形態(tài)特征。
- 含水率測定：取試樣破壞后代表性土樣測定其最終含水率（若試驗(yàn)為非飽和狀態(tài)，初始含水率已知則此步可省）。
- 計(jì)算：
- 計(jì)算軸向應(yīng)力：σ = P / A0 (其中A0為試樣初始橫截面積)。
- 計(jì)算軸向應(yīng)變：ε = ΔH / H0 (其中H0為試樣初始高度)。
- 繪制應(yīng)力（σ）-應(yīng)變（ε）關(guān)系曲線。
- 從曲線或數(shù)據(jù)中確定最大軸向應(yīng)力值，即為重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu′（kPa）。
檢測標(biāo)準(zhǔn)
國內(nèi)外關(guān)于土工試驗(yàn)，特別是無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，有多個(gè)權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)可供遵循。常用的標(biāo)準(zhǔn)包括：
- 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）：
- GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》：這是中國最核心的土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。其第18章“無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)”明確規(guī)定了適用于飽和軟黏土（原狀或重塑）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法、儀器設(shè)備、操作步驟、數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果計(jì)算要求。
- 國際標(biāo)準(zhǔn)/美國標(biāo)準(zhǔn)：
- ASTM D2166 / D2166M-16: 《Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil》。該標(biāo)準(zhǔn)由美國材料與試驗(yàn)協(xié)會制定，在國際上被廣泛采用。它詳細(xì)規(guī)定了粘性土（原狀和重塑）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法，包括試樣尺寸、加載速率、數(shù)據(jù)采集和計(jì)算。特別強(qiáng)調(diào)了重塑試樣的制備方法（如壓實(shí)法、重塑法）。
- BS 1377-7:1990 (British Standards): Methods of test for soils for civil engineering purposes - Part 7: Shear strength tests (total stress)。其中包含無側(cè)限抗壓試驗(yàn)方法。
- 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)具體工程領(lǐng)域（如公路、鐵路、水利、建筑等），可能還有相應(yīng)的行業(yè)規(guī)程對試驗(yàn)細(xì)節(jié)有更具體的要求（如JTG E40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》）。
關(guān)鍵注意事項(xiàng)： 在進(jìn)行重塑土qu′檢測時(shí)，必須嚴(yán)格遵循選定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。尤其需要注意：
- 試樣制備的規(guī)范性：重塑土的密度和含水率控制是試驗(yàn)結(jié)果可靠
CMA認(rèn)證
檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可證書
證書編號：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
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