中华人民共和国国家标准土工试验方法标准GB/T 50123-1999 6
24.4 环刀法
24.4.1 本试验方法适用于温度高于-3℃的粘质和砂质冻土。
24.4.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 环刀：容积应大于或等于500cm3；
2 天平：称量3000g,最小分度值0.2g
3 其他：切土器、钢丝锯等。
24.4.3 环刀法试验应按本标准第3.1.4条2款的步骤进行。
24.4.4 本试验应进行两次平行测定。两次测定的平行差值应符合本标准第24.2.7条的规定。
24.4.5 环刀法密度试验记录格式见附录D表D-2。
24.5 充砂法
24.5.1 本试验适用于试样表面有明显孔隙的冻土。
24.5.2 本试验所用的仪器设备,应符合下列规定。
1 测筒:内径宜用15cm,高度宜用13cm。
2 漏斗：上口直径可为15cm，下口直径可为5cm，高度可为10cm。
3 天平：称量5000g,最小分度值1g。
24.5.3 测筒的容积，应按下列步骤测定。
1 测筒注满水，水面必须与测筒上口齐平。称筒、水的总质量。
2 测量水温，并查取相应水温下水的密度。
3 测筒的容积应按下式计算：
4 测筒的容积应进行3次平行测定，并取3次测定值的算术平均值。各次测定结果之差不应大于3mL。
24.5.4 测筒充砂密度，应按下列步骤进行测定。
1 准备不少于5000g清洗干净的干燥标准砂.标准砂的温度应接近冻土试样的温度。
2 将测筒放平。用漏斗架将漏斗置于测筒上方。漏斗下口与测筒上口应保持5-10cm的距离.用薄板挡住漏斗下口,并将标准砂充满漏斗后移开挡板,使砂充入测筒。与此同时，不断向漏斗中补充标准砂，使砂面始终保持与漏斗上口齐平。在充砂过程中不得敲击或振动漏斗和测筒。
3 当测筒充满标准砂后，移开漏斗，轻轻刮平砂面，使之与测筒上口齐平。在刮砂过程中不应压砂。称测筒、砂的总质量。
4 充砂的密度应按下式计算：
5 充砂密度应重复测定3-4次，并取其测值的算术平均值。各次测值之差应小于0.02g/cm3。
24.5.5 充砂法试验应按下列步骤进行：
1 切取冻土试样。试样宜取直径为8-10cm的圆形或L×B(cm):(8~10)×(8~10)的方形。试样底面必须削平，称试样质量。
2 将试样平面朝下放入筒内。试样底面与测筒底面必须接触紧密。用标准砂充填冻土试样与筒壁之间的空隙和试样顶面。充砂和刮平砂面应按第24.5.4条2、3款的步骤进行。
3 称测筒、试样和充砂的总质量。
5 本试验应重复进行两次，并取两次测值的算术平均值。两次测值的差值应不大于0.03g/cm3。
24.5.6 充砂法密度试验记录格式见附录D表D-40。
25 冻结温度试验
25.0.1 本试验方法适用于原状和扰动的粘土和砂土。
25.0.2 本试验所用主要仪器设备，应符合下列规定：
1 冻结温度试验宜用图25.0.2所示的试验装置。该装置由零温瓶、数字电压表、热电偶、塑料管和试样杯等组成。
2 零温瓶容积为3.57L，内盛冰水混合物（其温度应为0±0.1℃）。
3 低温瓶容积为3.57L，内盛低熔冰晶混合物其温度宜为-7.6℃。
4 数字电压表，其量程可取2mV,分度值应为1μV。
5 铜和康铜热电偶，其线径宜用0.2mm。
6 塑料管可用内径5cm,壁厚5mm,长25cm的硬质聚氯乙烯管。管底应密封，管内装5cm高干砂。
7 试样杯应用黄铜制成，其直径3.5cm,高5cm,带有杯盖。
25.0.3 原状土试验，应按下列步骤进行：
1 土样应按自然沉积方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。
2 试样杯内壁涂一薄层凡士林，杯口向下放在土样上，将试样杯垂直下压，并用切土刀沿杯外壁切削土样，边压边削至土样高出试样杯，用钢丝锯整平杯口，擦净外壁，盖上杯盖，并取余土测定含水率。
3 将热电偶的测温端插入试样中心，杯盖周侧用硝基漆密封。
4 零温瓶内装入用纯水制成的冰块，冰块直径应小于2cm,再倒入纯水，使水面与冰块面相平，然后插入热电偶零温端。
5 低温瓶内装入用20mol/L氯化钠溶液制成的盐冰块，其直径应小于2cm,再倒入相同浓度的氯化钠溶液制成的盐冰块，使之与冰块面相平。
6 将封好底且内装5cm高干砂的塑料管插入低温瓶内，再把试样杯放入塑料管内。然后，塑料管口和低温瓶口分别用橡皮塞和瓶盖密封。
7 将热电偶测温端与数字电压表相连，每分钟测量一次热电势，当势值突然减小并3次测值稳定，试验结束。
25.0.4 扰动冻土试验，应按下列步骤进行：
1 称取风干土样200g,平铺于搪瓷盘内,按所需的加水量将纯水均匀喷洒在土样上，充分拌匀后装入盛土器内盖紧，润湿一昼夜（砂土的润湿时间可酌减）。
2 将配制好的土装入试样杯中，以装实装满为度。杯口加盖，将热电偶测温端插入试样中心。杯盖周侧用硝基漆密封。
3 按本标准第25.0.3条4-7款的步骤进行试验。
25.0.5 冻结温度应按下式计算：
25.0.6 冻结温度试验的记录格式见附录D表D-41。
26 未冻含水率试验
26.0.1 本试验方法适用于扰动粘土和砂土。
26.0.2 本试验所用仪器设备应符合本标准第25.0.2条的规定。
26.0.3 未冻含水率试验应按本标准第25.0.4条1款的步骤制备3个试样，其中1个试样按所需的加水量制备，另2个试样应分别采用试样的液限和塑限作为初始含水率，并分别测定在该两个界限含水率时的冻结温度。
注：液限为10mm液限。
26.0.4 将制备好的试样，按本标准第25.0.4条2、3款的步骤进行试验。
26.0.5 未冻含水率应按下式计算：
26.0.6 未冻含水率试验的记录格式见附录D表D-42。
27 冻土导热系数试验
27.0.1 本试验适用于扰动粘土和砂土。
27.0.2 本试验所用的仪器设备，应符合下列规定：
1 导热系数试验装置，由恒温系统、测温系统和试样盒组成（图27.0.2）。
2 恒温系统由两个尺寸为L×B×H(cm):50×20×50的恒温箱和两台低温循环冷浴组成。恒温箱与试样盒接触面应采用5mm厚的平整铜板。两个恒温箱分别提供两个不同的负温环境（-10℃和-25℃）。恒温精度应为±0.1℃。
3 测温系统由热电偶、零温瓶和量程为2mV、分度值1μV的数字电压表组成。有条件时，后者可用数据采集仪，并与计算机连接。
4 试样盒两只，其外形尺寸均为L×B×H(cm):25×25×25，盒面两侧为0.5cm厚的平整铜板，试样盒的两侧，底面和上端盒盖应采用尺寸为25cm×25cm,厚0.3cm的胶木板。
27.0.3 导热系数试验，应按下列步骤进行：
1 将风干试样平铺在搪瓷盘内，按所需的含水率和土样制备要求制备土样。
2 将制配好的土样按要求的密度装入一个试样盒，盖上盒盖。装土时，将两支热电偶的测温端安装在试样两侧铜板内壁的中心位置。
3 另一个试样盒装入石蜡，作为标准试样。装石蜡时，按本条2款的要求安装两支热电偶。
4 将分别装好石蜡和试样的两个试样盒按本标准图27.0.2的方式安装好，驱动夹紧螺杆使试样盒和恒温箱的各铜板面接触紧密。
5 接通测温系统。
6 开动两个低温循环冷浴，分别设定冷浴循环液温度为-10℃和-25℃。
7 冷浴循环液达到要求温度再运行8h后,开始测温。每隔10min分别测定一次标准试样和冻土试样两侧壁面的温度,并记录。当各点的温度连续3次测得的差值小于0.1℃时，试验结束。
8 取出冻土试样，测定其含水率和密度。
27.0.4 导热系数应按下式计算：
27.0.5 导热系数试验的记录格式见附录D表D-43。
28 冻胀量试验
28.0.1 本试验方法适用于原状扰动粘土和砂土。
28.0.2 本试验所用主要仪器设备，应符合下列规定：
1 冻胀量试验装置，由试样盒、恒温箱、温度控制系统、温度监测系统、补水系统、变形监测系统和加压系统组成。
2 试样盒外径为12cm、壁厚为1cm的有机玻璃筒和与之配套的顶、底板组成（图28.0.2）。
有机玻璃筒周侧1cm每隔设热敏电阻温度计插入孔。顶底板的结构能提供恒温液循环和外界水源补给通道，并使板面温度均匀。
3 恒温箱的容积不小于0.8m3,内设冷液循环管路和加热器(功率为500w),通过热敏电阻温度计与温度控制仪相连,使试验期间箱温保持在1±0.5℃。
4 温度控制系统由低温循环浴和温度控制仪组成，提供试验所需的顶、底板温度。
5 温度监测系统由热敏电阻温度计、数据采集仪和电子计算机组成，监测试验过程中土样、顶、底板温度和箱温变化。
6 补水系统由恒定水位的供水装置（见图28.0.2）通过塑料管与顶板相连，水位应高出顶板与土样接触面1cm,试验过程中定时记录水位以确定补水量。
7 变形监测系统可用百分表或位移传感器（量程30mm最小分度值0.01mm),有条件时可采用数据采集仪和计算机组成，监测试验过程中土样变形量。
8 加压系统由液压油源及加压装置（或加压框架和砝码）组成。（加压系统仅在需要模拟原状土天然受压状况时使用，加载等级根据天然受压状况确定）。
28.0.3 原状土试验，应按下列步骤进行：
1 土样应按自然沉积方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。
2 用土样切削器将原状土样削成直径为10cm、高为5cm的试样,称量确定密度并取余土测定初始含水率。
3 有机玻璃试样盒内壁涂上一薄层凡士林，放在底板上，盒内放一张薄型滤纸，然后将试样装入盒内，让其自由滑落在底板上。
4 在试样顶面再加上一张薄型滤纸，然后放上顶板，并稍稍加力，以使试样与顶、底板接触紧密。
5 将盛有试样的试样盒放入恒温箱内，试样周侧、顶、底板内插入热敏电阻温度计、试样周侧包裹5cm厚的泡沫塑料保温。连接顶、底板冷液循环管路及底板补水管路，供水并排除底板内气泡，调节水位。安装位移传感器。
6 开启恒温箱、试样盒、顶、底板冷浴，设定恒温箱冷浴温度为-15 ℃ ，箱内气温为1 ℃ ，顶、底板冷浴温度为1 ℃ 。
7 试样恒温6h，并监测温度和变形。待试样初始温度均匀达到1 ℃ 以后，开始试验。
8 底板温度调节到-15 ℃ 并持续0.5h，让试样迅速从底面冻结，然后将底板温度调节至-2 ℃ 。使粘土以0.3 ℃/h,砂土以0.2 ℃/h 的速度下降.保持箱温和顶板温度均为1 ℃,记录初始水位,每隔1h记录水位、温度和变形量各一次。试验持续72h。
9 试验结束后，迅速从试样盒中取出土样，测量试样高度并测定冻结深度。
28.0.4 扰动土试验，应按下列步骤进行：
1 称取风干土样500g,加纯水拌匀呈稀泥浆装入内径为10cm的有机玻璃筒内，加压固结，直至达到所需初始含水率后，将土样从有机玻璃筒中推出，并将土样高度修正到5cm。
2 继续按第28.0.3条3-9款的步骤进行试验。
28.0.5 冻胀率应按下式计算：
28.0.6 冻胀量试验的记录格式见附录D表D-44。
29 冻土融化压缩试验
29.1一般规定
29.1.1 本试验的目的是测定冻土融化过程中的相对下沉量(融沉系数)和融沉后的变形与压力关系(融化压缩系数)。
29.1.2 本试验分为室内融化压缩试验和现场原位冻土融化压缩试验两种。
29.2 室内冻土融化压缩试验
29.2.1 试验适用于冻结粘土和粒径小于2mm的冻结砂土。
29.2.2 试验宜在负温环境下进行。严禁在切样和装样过程中使试样表面发生融化。试验过程中试样应满足自上而下单向融化。
29.2.3 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：
1 融化压缩仪（图29.2.3）：加热传压板应采用导热性能好的金属材料制成；试样环应采用有机玻璃或其他导热性低的非金属材料制成。其尺寸宜为：内径79.8mm,高40.0mm；保温外套可用聚苯乙烯或聚胺酯泡沫塑料。
2 原状冻土钻样器，钻样器宜由钻架和钻具两部分组成。钻具开口内径为79.8mm。钻样时将试样环套入钻具内，环外壁与钻具内壁应吻合平滑。
3 恒温供水设备。
4 加荷和变形测量设备应符合本标准第14.1.2条2、3款的规定。
29.2.4 融化压缩仪和加荷设备应定期校准，并作出仪器变形量校正曲线或数值表。
29.2.5 融化压缩试验，应按下列步骤进行：
1 钻取冻土试样，其高度应大于试样环高度。从钻样剩余的冻土中取样测定含水率。钻样时必须保持试样的层面与原状土一致且不得上下倒置。
2 冻土试样必须与试样环内壁紧密接触。刮平上下面，但不得造成试样表面发生融化。测定冻土试样的密度。
3 在融化压缩容器内先放透水板，其上放一张润湿滤纸。将装有试样的试样环放在滤纸上，套上护环。在试样上铺滤纸和透水板再放上加热传压板。然后装上保温外套，将融化压缩容器置于加压框架正中。安装百分表或位移传感器。
4 施加1kPa的压力。调平加压杠杆，调整百分表或位移传感器到零位。
5 用胶管连接加热传压板的热水循环水进出口与事先装有温度为40-50℃水的恒温水槽，并打开开关和开动恒温器，以保持水温。
6 试样开始融沉时即开动秒表，分别记录1、2、5、10、30、60min时的变形量。以后每2h观测记录一次,直至变形量在2h内小于0.05mm时为止，并测记最后一次变形量。
7 融沉稳定后，停止热水循环，并开始加荷进行压缩试验。加荷等级视实际工程需要确定，宜取50、100、20、400、800kPa，最后一级荷载应比土层的计算压力大100-200kPa。
8 施加每级荷载后24h为稳定标准，并测记相应的压缩量。直至施加最后一级荷载压缩稳定为止。
9 试验结束后，迅速拆除仪器各部件，取出试样，测定含水率。
29.2.6 融沉系数应按下式计算：
29.2.9 绘出单位变形量与压力关系曲线，如图29.2.9所示。
29.2.10 室内融化压缩试验记录格式见附录D表D-23。
29.3 融化压缩试验
29.3.1 本试验适用于除漂石以外的各类冻土。
29.3.2 本试验应在现场试坑内进行。试坑深度不应小于季节融化深度，对于非衔接的多年冻土应等于或超过多年冻土层的上限深度。试坑底面积不应小于2m×2m。
29.3.3 试验前应进行冻结土层的岩性和冷生构造的描述，并取样进行其物理性试验。
29.3.4 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 内热式传压钢板传压板。可取圆形或方形，中空式平板。应有足够刚度，承受上部荷载时不发生变形，面积不宜小于5000cm2。
2 加热系统：传压板加热可用电热或水（汽）热，加热应均匀，加热温度不应超过90℃。传压板周围应形成一定的融化圈，其宽度宜等于或大于传压板直径的0.3倍。加热系统应根据上述加热方式和要求确定。
3 加荷系统：传压板加荷可通过传压杆自设在坑顶上的加荷装置实现。加荷方式可用千斤顶或压块。当冻土的总含水率超过液限时，加荷装置的压重应等于或小于传压板底面高程处的原始压力。
4 沉降测量系统：沉降测量可采用百分表或位移传感器。测量准确度应为0.1mm。
5 温度测量系统：温度测量系统可由热电偶及数字电压表组成测量准确度为0.1℃。