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GB／T50123-2019 土工试验方法标准及条文说明

3关于试样级配和超粒径颗粒的处理。 （1）关于试样级配。级配是影响粗颗粒土工程特性的重要因 素。就同一地区的同一类土料而言，尽管成因相同，级配组成也会有 所变化。因此，在进行试验时，应按料场或关然地基的自然级配，或模 拟工程实际情况合理地选择试样级配，以便试验成果具有代表性。 目前，各单位所采用的级配类型有两种，即天然级配和人工级 配。天然级配是根据天然料场或天然地基的天然级配制备试样， 进行各项物理力学性试验并按此来确定各项指标的范围及其采用 直。人工级配是根据料场或实际填料试验所得级配成果，按统计 方法整理得出的级配随统计方法的不同有多种形式。有采用土料 方量百分率级配曲线的方法进行统计，得出典型级配，包括上包线 级配、下包线级配和平均级配；也有根据多组级配曲线的外包线轮 廓线作出级配范围线，以最细者为上包线，最粗者为下包线，各组 算术平均为平均级配。外包线级配是控制料场的极端情况，多用 作验证性或探索性试验的依据，平均级配曲线系代表料场的平均 级配情况，天多以此作为进行物理力学性质试验的依据。对于级 配变化较大的土料，如风化料，则不能固定在某一级配情况下试

验，必须在一定范围内进行研究。此外，尚有采用小值平均级配与考虑强度或渗透变形特征进行配制级配的其他方法。总之，试样级配选择是一个复杂的问题，实际选用时必须以反映客观实际情况为原则，防止由于试样级配选择不当而影响试验成果的可靠性。（2）关于超径颗粒的处理。用原级配土料进行试验是最理想的，但由于仪器尺寸的限制，有时不得不对土料中某些超过仪器允许粒径的颗粒（即超径颗粒）进行处理目前，国内外处理超径颗粒的方法大体有四种，处理后的级配变化如图36和表12所示。100901008020d5030d2大20800900dj100200100504030201054320.50.30.20.10.050.03颗粒直径(mm)图36颗粒分析级配曲线表 12颗粒级配变化表颗粒组成（%）不均曲率限制有效匀系数土样60~粒径拉径系数d302/编号>60402010520. 1(dlod1od6o)原级40.0111.010.08.5538.11.99配:658:

续表12颗粒组成（%）不均曲率限制有效匀系数土样40~粒径粒径系数d302/编号10.>6040201052dsodicdso /(djo0.d1od60)剔除法级18.321.716.713.370. 00.6530.81.77配d等量替代21.525.419.515.67.011.00. 082.025.01.5516.1级配2.09d2相似法级20.025.016.011. 011. 015.71.05.323.30.6138.21.98配d31)剔除法。此法是将超粒径颗粒剔除，剩余部分作为整体，再分别计算各粒组含量。这样将使粒径小于5mm的颗粒含量相对增加，改变了粒径大于5mm的颗粒土的性质。因此，除超粒径颗粒含量极小外，一般不采用此法。2)等量替代法。以仪器允许的最大粒径以下和粒径大于5mm之间颗粒，按比例等量替换超粒径颗粒，替代的级配虽保持粒径大于和小于5mm颗粒含量不变，但改变了粗料土级配、不均匀系数Cu及曲率系数C.，此法适用于超粒径颗粒含量小于40%的土石混合料。根据比较试验证实：经替代后所得的强度比剔除法要接近实际。故此法在我国广泛应用于土石混合料等的力学性试验备料。3）相似级配法。该法系将原级配的土料根据确定的允许最大粒径按儿何相似等比例将原土样粒径缩小。于是颗分曲线平移后，仍保持与原级配曲线相似，故C.、C.可保持不变，但粒径小于:659:

5mm的颗粒含量有所增加。因此，该法只是几何尺寸相似，不能 全面地模拟原样的性质。理想的模拟材料是其级配、颗粒形状、颗 粒本身的强度、颗粒表面的粗糙度等均应与原材料相似。但这种 条件是难以满足的。采用相似级配法应注意的是颗粒级配曲线的 平移后，不应使其中的细粒含量增加到影响原级配试样力学性质 的程度。一般来讲，粒径小于5mm颗粒的含量不大于15%~ 30%，对力学性质的影响是不明显的。 相似级配法在国外应用较广，多用于砂砾料及堆石料等无黏 性粗颗赖粒土的力学性质试验，近年来，我国也有一些单位采用。 4）混合法。先用较适宜的比尺缩小，使超径颗粒含量小于 40%，再用等量替代法制样。资料表明：该法所得的最大干密度与 现场碾压试验相接近。 曾用大型（70cm）、中型（30cm）、小型（Φ10cm）三种不同尺 寸的三轴仪对几种堆石料和砂卵石料进行一系列比较试验，以大 试件为原级配，中、小试件分别用相似级配和等量替代级配。成果 表明：中试件两种模拟级配所得的内摩擦角（）比大试件大2°～~ 2.5°，应力应变关系基本一致；而小试件所得的内摩擦角（）和应 力应变关系均偏大。这说明粗颗粒土级配粒径缩小过多其成果受 到一定的影响。 此外，对于渗透变形等试验，超粒径颗粒处理是否可参照进 行GB／T 12085.14-2022 光学和光子学 环境试验方法 第14部分：露、霜、冰.pdf，尚有待于试验验证。 总之，上述几种处理超粒径颗粒的方法，有一定局限性，故本 标准未做具体规定。在使用时，要根据土料性质和试验项目来 决定。 3）关于风化粗颗粒土超径的限制。视粗颗粒风化程度不同 对试样允许最大粒径的限制可适当放宽。 7关于粗颗粒土含水率的测定。粗颗粒土含有大量砾石，颗 粒大小悬殊，往往难以取代表性试样正确地测定含水率。目前测 定含水率的方法有两种：一是测全料含水率，该法取代表性试样时

应尽量照顾粗、细料含量的比例，试样数量不小于2000g～5000g； 另一种是粗、细料含水率分别测定，然后按加权值计算全料含 水率。

61 粗颗粒土相对密度试验

61. 1 一般规定

61.1.2粗颗粒土包括砂、砾及少量的细粒土，本标准规定细粒土 粒径小于0.075mm）的含量不大于12%，其自的是要求土样能自 由排水，颗粒之间不致细粒土含量过多而产生黏聚力。自前，世界 各国除了美国外，均未制订试验标准。为了对粗颗粒土的相对密 度试验有一可以遵循的标准，根据我国的实践经验，并参照美国 ANST/ASTM.D2049，制订了本试验标准

61.2.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定： 1本标准建议采用的主要仪器为振动台，试样筒尺寸与 ANST/ASTM.D2049的规定略有差异，也可选择内径为20cm的 式样桶，但充许最大粒径为20mm，见表13。其余振动频率、振幅 及压重均与 ANST/ASTM.D2049.69 的规定一致。

表13试样筒尺寸比较

2对于表面振动器，振动频率为40Hz～60Hz，对试样的静 压力为14kPa。考虑到高土石坝的建设，对粗颗粒土的碾压标准 不断提高，试验单位可根据工程的实际情况调整静压力和振动时

间,需在试验报告中指出。

61.3.2最小十密度的试验方法一般文献中缺少详细说明，只提 及用人工松填灌注进行，并指出为了降低系统误差，必须进行平行 试验。另外，为了保证试样结构相似和消除相对密度指标的系统 误差，容器尺寸应该与最大于密度试验一致。并应当满足公认 的1/5径高比的要求（颗粒最大粒径与容器直径和高度之比值）。 61.3.3、61.3.4振动台法系原标准规定的唯一最大干密度的测 试方法，本次修订增加了表面振动法与之并列，该法已为英国、瑞 典等国家标准采用；振动台法和表面振动法均是采用振动方法测 定土的最大干密度，振动台法是整个土样同时受到垂直方向的振 动作用，而表面振动法是振动作用自由土土体表面垂直向下传递。 国内于20世纪80年代开始进行了表面振动法测试最大干密度， 并应用于许多实际工程，说明该法已趋于成熟，有条件列入本标准 正式使用，因此，试验室可根据设备拥有情况并结合工程实际选取 最大干密度试验方法。自前国内外无论采用干法或是采用湿法进 行最大干密度试验，均采用变体积法。对有些试样，用振动法所得 的资料表明：当含水率相当于饱和度为0.8时，砂能得到最好的振 动密实；同时，当砂的含水率为零时与最优含水率时所得的干密度 极相近。因此，参照ANST/ASTM标准，本标准同时推荐采用湿 法与干法测定粗颗粒土的最大干密度。

61. 4 计算和记录

61.4.3、61.4.4在实际工程的设计和施工中也常用压实度R。和 密度指数ID作为控制质量的指标，这两个指标具有实用性，故本 次修订的标准保留这两个指标。

62.1.2击实试验的两项控制标准为单位体积功能和单位面积冲 量，世界各国所采用的标准基本上参考美国ASTM所制订的标准 （D698）。为了有利于国际交流及与国际通用标准接轨，本标准参 照了美国标准ASTM.D698，对击实仪的尺寸及击实方法做了修 改，使之满足粗颗粒土的击实试验要求，但单位体积击实功能及单 位面积冲量保持与ASTM.D698的击实标准等效，即单位体积功能 及单位面积冲量按两种标准制定，分别为592.2kJ/m和3kPa·s及 2684.9kJ/m和7kPa·。采用何种标准，试验者应根据工程设 的规定选用，在保证击实功率的情况下，可根据实际情况选择击实 简，需在试验报告中指出

2.3.1本标准规定了十法和湿法两种制样方法，其原因见本标 推第13章相应的条文说明。 52.3.2击实试验应按下列步骤进行： 2余土超高15mm时，约占总体积的5.2%，相应的单位体 积功能将减少约5%，虽对干密度一般超过0.03g/cm3，但因含较 多的粒径大于5mm的颗粒，超高限制过小，操作难以控制，故规 定余土超高不应大于15mm

63粗颗粒土的渗透及渗透变形试验

63.1.1粗颗粒土的渗透变形试验，主要适用于扰动的粗颗粒土 试样。对于原状粗颗粒土试样，考虑到粗颗粒原状土的制样和运 输难度非常大，不适宜在室内进行，建议进行原位试验，具体方法 可参考本标准“试坑渗透试验”。

63.2.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：

1本标准所规定的仪器的尺寸主要是根据仪器的内径与试 验土样最大粒径（或d85）之比值来确定。个别地区可视当地材料 而具体确定合适的比值。仪器分进水段、试样段和出水段。仪器 筒身可用无缝有机玻璃管制成，也可用嵌有玻璃的铁质圆筒，以便 观察。 4加荷设备。加荷的目的在于使试验更好地符合天然受力 状态。目前，加荷设备大都采用杠杆式。一般均用于小直径仪器 中。若用于大直径仪器，则所需荷载总量较大，设备也要加大，应 用不便，且占地较多。也可采用其他方式加荷，例如气压和液压。 5测压管的布置原则： （1）在仪器进水段及出水段要各布置1个测压管，以测定试样 总坡降。 （2）试样段测压管要布置较密些。一般每隔5.0cm布置1 个。布置方式不限，可以分排布置，也可以螺旋形布置或其他布置 形式。 （3）在做反滤层试验时，要在反滤层与被保护土之间及后滤层

每层之间的接触面上布置测压管。 （4）在做水平渗透变形及接触冲刷试验时，在不同介质接触面 上，要每隔5cm布置测压管。 （5）测压板上的玻璃管一定要垂直，各个玻璃管内径相互误差 不大于2mm。 （6）测压板上零点读数要低于仪器的第一个测压管，测压板上 的最高读数要比最高水箱的水位略高些

63.3.1试样制备应按下列步骤

2关于超粒径的处理办法，主要有剔除法、等量替代法、相似 级配法和混合法，优先考等量替代法。 4试样装入仪器中，不可能与仪器边壁很好地结合，容易形 成边壁通道，渗流集中。因为，管涌往往首先从边壁孔隙内发生。 这样，测得的管涌临界坡降就会偏小，使得试验成果失真，必须进 行边壁处理。其处理办法，目前均处于摸索阶段，例如用凡士林或 橡皮泥涂在侧壁周围等。这些处理办法均是在试样分层装入仪器 时，同时逐层进行的。

3.3.2试样饱和应按下列步骤进行：

3.2试样饱和应按下列步骤进

1过滤排气可以起到一定作用，当水流自下向上流动时，先 过倾斜透水板滤气并通过排气孔排出，然后通过下透水板进人 样，可以收到一定效果。

3.3渗透试验应按下列步骤进

3、4为了缩短试验时间，将渗流坡降的递增值采用逐级加大 的方法，即随着试验的不断进行，将其相邻两级的坡降差额逐步加 大，类似于等比级数那样。这样做的目的是为了既节省试验时间， 又不会增大相对误差。但应按既要取得试样临发生变形前的坡降 直，又要能准确找到变形的临界坡降的原则，视具体情况掌握。对 于非管涌土，递增值可大些，对于管涌土，递增值可小些。在临界

状态以后至破坏坡降这一段，由于历时较长，递增值可大些

63.4计算、制图和记录

63.4.8试验中对管涌的鉴别，国内外缺乏一个明确标准，概括

63. 4. 8 试验中对管涌的鉴乐

保护渗流出口处不发生破坏，可以有效地防止渗透变形的发 生和发展，反滤层是防止流土及管涌的重要措施。本试验的目的 是在土与砂、砾或排水设施之间，选择适宜级配的砂砾料组合层， 更之既能防止细土流失，又能畅通排水，保证建筑物有效使用和 安全。

64.2无黏性士的反滤试验

64.2.1反滤试验使用的仪器，因为考虑到反滤试验的装样、饱和 以及测试方式和渗透变形试验近似，利用垂直渗透变形仪能达到 试验要求。故直接采用垂直渗透变形仪进行反滤料试验。 64.2.7对于试验前后各层的土料均应进行颗粒分析，在同一颗 粒分析坐标纸上绘制被保护层和滤层试验前后颗粒分析曲线，根 据试验曲线，确定被保护土层中带出土量，从而判断所选定的滤层 土料是否能满足反滤要求。

64.3黏性土的反滤试验

64.3.5高土石坝防渗体的反滤层应按可能产生裂缝的原则设计 已逐渐被认可。黏性土考虑裂缝的反滤试验方法有裂缝自愈性能 式验、松填黏性土反滤试验等，试验基本上是在大型垂直渗透变形 义上进行。常用的裂缝模拟方式有矩形缝和圆孔两种，由于采用 形缝模拟更接近实际裂缝的形态，本标准建议采用矩形缝，造缝 方法采用预理埋式造缝法，这样可避免后制缝（试验样制备好后再钻 孔造缝）对缝周围土体干扰，裂缝尺寸控制及与反滤料的接合比较 容易解决。试样直径建议不小于20cm。

.6试样制好后，黏性土试样不进行饱和，立即施加水头进行 ，采用一次性加压到位的方法施加水头，以模拟水库在高水位 时心墙突然出现贯穿性裂缝的最不利条件。

65 粗颗粒土固结试验

65.2.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：

1试样尺寸的大小应当和粗颗粒土的粒径相适应，即试样的 最大粒径dmax随试样高度与最大粒径之比（H/dmax）、试样直径与 高度之比（D/H）等而定。 根据国内外使用的一些大型固结仪试样尺寸的统计，H/dma 大致为3～10（较多的在3.3～5之间），D/H大致在0.5～3的范 围内（较多的在1.5～2.5之间）。 考虑到粗颗粒土的粒径变化范围极大，敌本标准对固结仪的试样 尺寸未做具体规定，但对尺寸的比例关系予以规定，即D/H为1.5~ 2.5,H/dmax=4～6为宜。试验时可根据试样的粒径、级配等性质选定。

2为了减少试样与环壁之间的摩擦，要求容器内壁加工光 滑，涂衬润滑材料如硅脂、聚四氟乙烯。也可采用多环式固结容器 （一节钢环、一节橡皮相间组合），从而可减小侧壁摩擦的影响

3在荷载作用下，土粒的重新排列及孔隙体积的减少，孔隙 压力的消散都需要一定的时间。施加荷载的历时对试验结果都有 影响，直接关系到试样的压缩量、固结速率、次固结量等，因此，需 要有稳定标准。本标准规定每级压力下，主固结完成或以24h作 为稳定标准，这一标准与国外大多数国家的稳定标准一致。对于 某些粗颗粒土，在高压力下，颗粒破碎可能会引起次固结量。

66粗颗粒土直接剪切试验

66.2.2对粗颗粒土进行直剪试验时，试样尺寸取决于最大粒径。

66.2.2对粗颗粒土进行直剪试验时，试样尺寸取决于最大粒径。 根据国内外现有资料，统计了各试验研究单位所用试样尺寸与最 大粒径的比值。 由统计分析可知：试样直径与最大粒径的比值（D/dmax）变化 范围较大，为4～12.5。其中径径比为7.5～10的统计数为64%， 径径比小于7.5的占25%，径径比大于10的占11%；高径比的变 化为1.5～10，其中高径比为4～8的占53%，高径比大于8的占 17%，高径比小于4的占30%。以上各单位采用的比值较集中 为：径径比为7.5～10，高径比为4～8。 不同的径径比和不同的高径比对粗颗粒土的摩擦角的影响如 图37、图38所示。为此，确定试样尺寸与最大粒径关系时，应同 时考虑高径比，推荐径径比为8～12，高径比为4～8。根据统计资 料分析，粗颗粒土直剪仪的剪切盒多数为圆形，其次是方形，少数 为长方形。因圆形受力条件与应力分布比方形的好，而方形的又 比长方形的好。故本试验推荐圆形直剪仪

66.3.1试样制备和安装应下列步骤进行： 2粗颗粒土在剪切过程中，颗粒的位置不断调整，在剪切区 产生错动、翻滚和剪损现象。在直剪仪中，试样受剪力盒药束及剪 切面固定，因此，剪切时粗粒要发生翻滚和错动较困难，导致颗粒 剪破，剪切过程中伴随着明显的剪胀，使测得的强度偏高。为此， 应在上、下剪切盒之间开一定的缝隙。开缝的目的在于避免颗粒 剪破，使试样沿弱面剪切。但开缝过大也不恰当，因剪切区侧限作 用过小，试样易从剪切缝挤出；开缝过小，不能消除约束的影响。根 据国内资料综合分析，粗颗粒土直剪试验的开缝尺寸推荐（1/3～ 1/4）/dmx作为其使用标准。 3试样制备选用以下方法： （1）击实法。采用与室内击实试验相同的功能分3层～5层 及层缝交错法将试料击实至控制密度。 （2）振捣法。对砂砾石等无黏性粗颗粒土采用机械振捣到控 制密度。 （3)静压法。用千斤顶施加静压力，分层将试料压实到控制 密度。

试样制备方法应尽可能与现场施工情况一致。对于土坝及土 石坝工程或回填基础的含黏质土粗颗粒土，一般可采用击实法制 备试样。击锤底面积应比试样面积小，便于击实时排气，塑流揉 搓，以与实际压实结构相似。对于无黏性粗颗粒土，采用振捣法制 备，接近振动碾施工情况。静压法不便排气，静压时粗粒受压不均 匀，在重要工程中也无使用经验，故不拟推荐。 4试样饱和常用的方法有真空抽气饱和法、毛细管饱和法和 浸水饱和法。实践证明，真空抽气饱和法的饱和度最高，效果最 好，适用于含黏质土的粗颗粒土；水头饱和法次之，可用于无黏性 粗颗粒土。浸水饱和法易使气体封闭在土内，并造成细粒在水的 作用下向下移动，淤填孔隙，使试样密度不均匀，饱和效果最差，一 般不宜使用，

.3.2快剪试验应按下列步骤

因而建议用三轴仪测定其不排水强度。 对于渗透系数较小的黏质粗颗粒土，快剪和固结快剪的剪切 速率参考了直径61.8mm细粒土的剪切速率。对于固结慢剪，由 于土料性质和渗透系数的差异，较难准确确定剪切速率，参考细粒 土固结慢剪经验，建议估算破坏历时，根据破坏时的剪切变形计算 剪切速率。可根据设备尺寸、土料性质等因素自行确定剪切速率， 但要保证孔隙水压力消散充分。

.3固结快剪试验应按下列步驶

2、3目前对试样在垂直荷载作用下达到稳定的控制标准，大 多数单位用每小时变形不大于0.01mm～0.05mm。本标准规定 在垂直荷载作用下，每小时垂直变形小于0.03mm为变形稳定标 准，这与原大型固结试验的变形稳定标准一致。 第66.3.4条第3款规定的理由与第66.3.2条第2款的 相同。

66.4计算、制图和记录

67粗颗粒土三轴压缩试验

67.1.2在三轴压缩试验中，根据排水条件的不同，分为不固结不 排水剪（UU）、固结不排水剪（CU）、固结排水剪（CD）三种试验类 型。其特点和应用见本标准第19.1.2条的说明

67.2.1本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定

光 1国内外相继研制了许多大型三轴仪，试样直径为200mm~ 500mm，周围压力o3为0MPa～14MPa，其中：以试样直径D为 300mm、试样高度H为600mm～750mm、侧压力g3为1.5MPa~ 2.5MPa的为多数，应用也十分广泛。本标准对试样尺寸未做具体 规定，可根据具体情况而定

67.3.1试样制备应按下步骤进行： 1本标准中规定试样直径不应小于试料最大粒径的5倍。 而试样高度与试样直径的比值对试验结果的影响也很大，根据对 比试验研究结果，高径比大于2.5时，两端承压板的约束对试样中 部应力分布影响小。而当高径比大于2.5时，试验中试样容易歪 斜，成果偏低；高径比小于2.0时，试验成果偏高。故本试验建议 以高径比为2～2.5为宜。 5由于粗颗粒土性质不同，有的含有一定的细颗粒，在土体 颗粒间有一定的结合力，土体可自立成土柱；而较多的粗颗粒土不 含黏土颗粒，也就无黏结力作用，土体只有借助外力才能成直立

状，故在本标准中分为黏质粗颗粒土和无黏性粗颗粒土两类。前 者因可自立成土柱，故在试样制备中可在三轴仪底座上或在制样 器底座上安装成型筒用击实法制样；后者只宜在三轴仪底座上安 装成型筒用击实法或振捣法制样，然后从试样顶部抽气，施加 30kPa左右的负压才能拆去成型筒，即借助负压才能自成土柱。 粗颗粒土颗粒粒径大，颗粒本身强度较高，试验过程中容易刺破橡 皮膜。为了防止橡皮膜被刺破，有以下几种方法：①用两层或三层 橡皮膜；②在橡皮膜和试样间衬几块橡皮板，块厚不超过橡皮膜厚 度（见图39），外再套一层橡皮膜；③在内膜和试样间夹一层波纹 纸，同时在内膜上贴擦了油的聚氯乙烯片（100mm×100mm× 1mm）再加一外层橡皮膜。显然这些方法比一般圆筒型橡皮膜要 复杂一些。

图39贴有六边形橡皮块的橡皮膜

1一内套；2一六边形块：3一六边形黏结套；4一外橡皮膜

为消除橡皮膜对试样的影响，应对橡皮膜的影响加以校正。 目前校正方法有如下两种：一种是用橡皮膜的弹性模量计算的校 正方法；另一种是采用整体校正方法，即分别用一层或几层特制橡 皮膜进行试验，两者的差值即为校正值。

67.3.2、67.4.2对于黏质粗颗粒土，因透水性小，本试验建议用 抽气饱和法或反压力饱和法；对于无黏性粗颗粒土，透水性较大， 本试验建议用抽气饱和法、水头饱和法及二氧化碳饱和法等。使 用中也可联合使用，如用抽气饱和之后，再继续水头饱和则效果 更好。 在这些试验方法中，水头饱和、抽气饱和及反压力饱和法皆为 大家所熟悉，已积累了一定的经验。二氧化碳饱和法自前在国内 已有应用，可获得良好的饱和效果。 关于饱和度的鉴别方法，因试样尺寸较大，对那些只宜在仪器 上制样的粗颗粒土，是难以用称量法鉴别饱和度的。除了用饱和 水量和孔隙体积估算饱和度外还要用孔隙压力系数B（u/3） 95%作为鉴别标准。

物性主要取决于细颗粒的性质，则粗颗粒土就具有黏质土的特征。 由此可见，粗颗粒土的性能差异很大，它的剪切速率不能一概而 论。然而截至目前，对粗颗粒土剪切速率系统研究的资料甚少，故 那些由细粒性质起决定作用的粗颗粒土，如黏质粗颗粒土，其性能 与细粒土相似，剪切速率可参考常规三轴试验。对无黏性颗粗粒 土，不固结不排水剪对应的实际工况几乎没有，试验本身没有意 义，因此本标准未纳人无黏性颗粗粒土不固结不排水剪试验。无 黏性颗粗粒土固结排水剪中，对于砂土，当剪切历时由1000s减少 到0.01s，强度仅增强10%，影响不大。采用每分钟轴向应变为 2. 1% ~ 0. 5% 为宜

4黏质粗颗粒土三轴压缩试验

68.1.1土体变形和应力与时间的关系统称为土的流变。它包 括：端变、应力松弛、长期强度、应变率（或荷载率）效应等。螨变是 指有效应力不变条件下，变形随时间而发展的现象。 粗颗粒土具有蠕变特性，从已建大坝的沉降资料来看，竣工以 后的沉降相当一部分是由于作为坝体填料的粗粒料蠕变造成的。 例如澳大利亚坝高110m的塞沙那（Cethana）面板堆石坝，从1971 年4月蓄水结束到1980年11月，坝顶最大沉降约达64mm，坝顶 最大向下游方向的水平位移约44mm，其中1973年～1980年，坝 体沉降和水平位移分别以每年4mm和3mm的速率发展。我国 高95m的西北口面板坝，观测沉降最大的点在施工完成时的沉降 为36cm，8年后的沉降发展到66cm。我国的成屏面板堆石坝运 行3年后，变形才逐渐趋于稳定。这些后期变形主要是由堆石的 变引起的。我国正在兴建的200m乃至300m的高土石坝，坝体 内应力分布复杂，应力大，堆石体的蠕变问题更严重，是值得高度 重视的问题。 通常情况下，室内粗颗粒材料螨变试验只是研究恒定应力作 用下颗粒本身的端变及接触点错动或破坏所引起的宏观上的变形 与时间的关系，测得的变量在总变形量中所占的比例较小，完成 得也快。野外现场受到日晒雨淋因素的影响，测得的端变量则相 当大，且长时间发展。对于土石坝工程而言，主要原因有两条： 1天气变化、日晒雨淋、温度循环、天气的氧化作用等现场因素引 起颗粒接触点的软化、侵蚀，从而加剧堆石内部颗粒错动或者接触 点破碎，引起重新排列，相应产生变形；②荷载的变化。库水位的

周期性升降引起荷载反复增减，引起堆石料的塑性变形。这部分 变形是荷载变化引起的，不属于蠕变，

68.2.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1室内蠕变试验仪器主要有：单向压缩蠕变仪、三轴蠕变仪 和剪切蠕变仪。单向蠕变仪可以是普通的单向固结仪，恒定竖向 压力，量测随时间变化的竖向变形。该仪器操作简单，但是仅能得 到K。固结状态下的体积变形，不能得到剪切变形，而且侧壁摩擦 影响大。在具有应力控制功能且能长期恒压的三轴仪上进行蠕变 试验，能够确定体积变形和轴向变形，因此本标准只列入了在三轴 仪上进行蠕变试验的方法。 研究表明，温度是影响蠕变试验测试精度的重要影响因素之 一，由此在进行试验时宜在恒温条件或温差不大情况下进行。

68.3.4蠕变试验在变形量测时，应保证有效应力不变。在外荷 不变和排水条件下，就要求超孔隙水压力保持为零，或在端变初始 测量时就不充许产生超孔隙水压力。因此本标准在施加轴向应力 时采用的加载速率是三轴压缩CD试验的剪切速率，以使试样能 充分排水，保证孔隙水压力基本为零。

68.3.5蠕变试验应按下列步骤进行：

68.4计算、制图和记录

68.4.2、68.4.3研究表明，试样级配、母岩岩性、颗粒形状、试样 的饱和状态、试样密度、初始应力状态（包括围压和应力水平）、加 载应力路径、试样尺寸等是影响粗粒料蠕变特性的主要因素。试 验环境温度对试验结果也有影响。温度变化会引起土体本身黏性 的变化，温度高，变性增加。温度还影响试验仪器（尤其是电子 量测系统）的精度。因此在试验中尽量控制环境温度不变，并予以 记录。 蠕变的本构模型很多，有将端变曲线用幕函数或指数衰减函 数等拟合的经验蠕变模型、元件端变模型、弹黏塑性模型、速率过 程理论等。国内各家试验和计算单位也未采用统一的模型。因此 本标准仅要求记录变形随时间的发展关系，实际应用时根据端变 曲线，由计算模型再确定模型参数。已有研究表明，最终剪切蠕变 量与偏应力水平和试验围压均有关；最终体积变量也与围压和 偏应力水平有关，存在“剪胀性”。这表明了蠕变特性也存在“交叉 影响”。

69 粗颗粒土三轴湿化变形试验

69.1.2粗粒土料的湿化是指粗粒土料在一定的应力状态下浸 水，由于颗粒之间被水润滑以及颗粒矿物浸水软化等原因而使颗 粒发生相互滑移、破碎和重新排列，从而产生变形的现象。室内试 验中这种变形应在应力状态不变时进行量测。 粗粒土料湿化变形试验研究可在单向固结仪和三轴仪上进 行。单向固结仪只能测量湿化体积变形，而直一般其侧向应力无 法控制。湿化试验在三轴仪上进行时，具有应力条件明确、能够量 测体积变形和剪切变形的优点，因此本标准仅列出了在三轴仪上 进行湿化试验的方法。 湿化变形试验和计算分析中，有单线法（直接法）或双线法（间 接法）两种方法可供选择。“双线法”是指分别进行干态和湿态下 土样的三轴剪切试验，再用相同应力状态下的湿态与十态变形的 差值作为该应力状态下的湿化变形量。“单线法”是指在干态试样 在围压作用下固结完成后剪切到某一应力水平，然后保持应力状 态不变，浸水湿化，此过程中发生的变形即为该应力状态下的湿化 变形量。

9.3.2试样固结应按下列步骤进行： 2当试样孔隙内仅有气相时，其渗透系数往往比饱和试样渗 透系数大一个或几个数量级CJJ／T 281-2018 桥梁悬臂浇筑施工技术标准，干样的固结过程非常迅速。为方便 起见，将干样固结方式、剪切方法按饱和粗颗粒土的进行，这完全 可以保证超孔隙气压力的消散。施加周围压力，压力室、侧向缸体

和管路等系统会产生变形。因此在加围压后，在未开排气阀门状 态下，待外体变测量系统读数稳定后，将外体变测量系统读数清 零，以消除系统膨胀导致的误差

1本款规定的理由与第69.3.2条第2款的相同。 2当干样剪切完毕后维持预定应力状态时，试验样将产生螨 变变形，称之为“停机变形”。如果达到预定应力状态时立即进行 湿化试验，则试验所得湿化变形将包含停机变形，从而夸大了材料 的湿化变形。自前对湿化试验中停机变形标准的研究较少。对于 无黏性粗颗粒土，一般在3h～5h后，平均应变率为0.00001/min， 已较稳定。对于黏质粗颗粒土，稳定时间应适当延长。结合多家 试验单位的试验经验和具体操作方法，建议以30min内轴向应变 小于0.01%作为稳定标准

1无黏性粗颗粒土的饱和方法有抽气饱和法、水头饱和法和 二氧化碳饱和法。为避免对湿化试验成果的影响，建议采取自下 而上的水头饱和法，而且饱和过程中进水口水头应保持不变，水头 压力1okPa。 3试样湿化稳定标准不宜太高也不宜太低。标准太高，变形 量测就不可避免地含有蠕变变形；太低，则不能得到完整的湿化变 形量。根据多家单位的实际经验，对于堆石料，饱和完成后3h～ 5h就可认为湿化变形已经完成。对于黏质粗颗粒土，稳定时间应 适当延长。结合多家试验单位的试验经验和具体操作方法，建议 以30min内轴向应变的变化量小于0.01%作为稳定标准，

69.4计算、制图和记录

69.4.1、69.4.2当试样产生轴向变形，传力杆会进入或退出压力 室，导致压力室内水的体积发生改变东阳市体育馆新建项目钢结构工程施工组织设计，外体变量程示值读数发生变 化，应去除这部分的变化。

69.4.3已有研究表明，湿化变形与母岩岩性、颗粒形状、试验级 配、试验密度、初始应力状态、试样尺寸等相关。受上述各种因素 的影响，从已有的文献成果来看，湿化轴向变形和湿化体积变形随 围压和应力水平的关系也没有形成普遍认同的规律。国内各家试 验和计算单位也未采用统一的模型，因此，仅要求记录湿化变形 再由相应的计算单位根据湿化曲线，由计算模型再确定相应参数