39 原位冻土融化压缩试验
39.1 一 般 规 定
39.1.1 本试验应在现场试坑进行，位置为除漂石以外的其他各 类冻土形成的地层。
39.1.2 试坑深度不得小于季节融化深度，对于非衔接的多年冻土， 不得小于多年冻土层的上限深度。试坑底面积不得小于2m×2m。
39.2 仪 器 设 备
39.2.1 试验装置(图39.2.1)应由内热式传压板、加荷系统、沉降量测系统、温度量测系统组成。
图39.2.1 原位融化压缩试验示意图
39.2.2 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 (图39.2.2);
图39.2.2 热压模板示意图
1一固定千斤顶螺丝；2—加热孔；3一热压模板；4一储水腔；
5一透水板；6一排水孔；7一加水孔
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，其宽度不宜小于传压板直径的30%;
3 加荷系统：加荷方式可用千斤顶或重物。当冻土的总含水 率超过液限时，加荷装置的重量不应大于传压板底面高程处的上覆压力；
4 沉降量测系统：沉降量测可采用大量程百分表或位移传感 器，其量测最大允许误差应为0.01mm;
5 温度量测系统：温度量测系统可由热电偶和数字电压表组 成。量测准确度应为0.1℃。
39.3 操 作 步 骤
39.3.1 应对试验场地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。
39.3.2 仔细开挖试坑，平整试坑底面。必要时应进行坑壁保护。
39.3.3 在传压板的边侧钻孔，孔径3cm～5cm, 孔深宜为50cm。 将5支热电偶温端自下而上每隔10cm 逐个放入孔内，并用黏质 土夯实填孔。
39.3.4 坑底面铺砂找平。铺砂厚度不应大于2cm 。将传压板放 置在坑底中央砂面上。
39.3.5 安装加荷装置，应使加荷点处于传压板中心部位。
39.3.6 在传压板周边等距安装3个位移计。
39.3.7 进行安全和可靠性检查后，向传压板施加等于该处上履 压力，不小于50kPa, 直至传压板沉降稳定后，调整位移计至零读 数，做好记录。
39.3.8 接通电(热)源，连接测温系统，使传压板下和周围冻土缓 慢均匀融化。每隔1h 观测记录1次土温和位移。
39.3.9 当融化深度达到25cm～30cm 时，切断电(热)源停止加 热。用钢钎探测1次融化深度，并继续观测记录土温和位移。当融化深度接近40cm(50% 传压板直径)时，每15min 观测记录1次 融化深度。当0℃温度融化深度达到40cm 时观测记录位移量，并用钢钎观测记录1次融化深度。
39.3.10 当停止加热时，依靠余热不能使传压板下的冻土继续融 化达到50%传压板直径的深度时，应继续补加热，直至满足这一 要求。
39.3.11 经上述步骤达到融沉稳定后，开始逐级加荷进行压缩试 验。加荷等级视实际工程需要确定，每级荷载，对黏质土宜取 50kPa, 对砂质土宜取75kPa, 对含巨粒土宜取100kPa, 最后一级 荷载应比计算压力大100kPa～200kPa。
39.3.12 施加一级荷载后，每10min 、20min 、30min 、60min 测记1 次位移计示值，此后每小时测记1次，直到传压板沉降稳定后再 加下一级荷载。
39.3.13 沉降量可取3个位移计读数的平均值。沉降稳定标准，对黏质土宜取0.05mm/h, 对砂和含巨粒砂土宜取0.1mm/h。
39.3.14 试验结束后，拆除加荷装置，清除垫砂和10cm 厚表土， 然后取2个～3个融化压实土样，进行含水率、密度及其他必要的试验。最后，应挖除其余融化压实土量测融化圈。
39.4 计算、制图和记录
39.4.1 融沉系数a 应按下式计算：
(39.4.1)
式中：S0—— 冻土融沉(p=0) 阶段的沉降量(cm);
hr0—— 融化深度(cm)。
39.4.2 原位融化压缩系数 a₁ 应按下列公式计算：
(39.4.2-1)
(39.4.2-2)
式中：△δ——相应于某一压力范围(△p) 的相对融沉降系数量；
△p—— 单位压力增量值(kPa);
Kfv—— 系数，黏土为1.00,粉质黏土为1.20,砂和砂质土为 1.30,巨粒土为1.35;
Si——某一荷载作用下的沉降量(cm)。
39.4.3 以相对沉降量为纵坐标，单位压力为横坐标，绘制相对沉 降量与单位压力关系曲线。
39.4.4 原位冻土融化压缩试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.69 的规定。
