【正文】 中主要控制指標(biāo)滿足有關(guān)規(guī)程要求。采自現(xiàn)場的土料經(jīng)風(fēng)干、搗碎（或粉碎）、調(diào)制和過 ，進(jìn)行基本物理指標(biāo)試驗(yàn)，結(jié)果見表 24 和圖 23。 圖 23 顆分曲線 18 摻配的 試驗(yàn)土料重型擊實(shí)試驗(yàn) 將細(xì)粒土按一定比例摻入基本土料中，最 終形成供凍融試驗(yàn)和凍脹率試驗(yàn)用的試驗(yàn)土料， 進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。由于粗碎屑土的特性以及細(xì)粒土摻量比較少，決定了 最大干密 度 γdmax和 最佳 含水率 wop僅在很窄的范圍內(nèi)波動(dòng)。 這里 首先簡單介紹該試驗(yàn)儀器設(shè)備、方法要求、資料整理和試驗(yàn)類型等概況，然后分別介紹各種試驗(yàn)材料在177。 試驗(yàn)儀器設(shè)備和方法要求 本試驗(yàn)需要的儀器設(shè)備主要有凍融試驗(yàn)箱、試樣筒、制樣設(shè)備和貫入試驗(yàn)裝置等。將天津產(chǎn) 凍融試驗(yàn)箱進(jìn)行改造，內(nèi)部粘貼 1cm厚膠皮，同時(shí)增加了冷凝管長度并新裝了小型風(fēng)扇。2 ℃ 。 凍融試驗(yàn)每個(gè)循環(huán)時(shí)間分配為冷凍 16 小時(shí)，室溫融化 8 小時(shí)。新加工的試樣筒尺寸同 CBR 擊實(shí)筒，內(nèi)徑 Φ152mm， 高度120mm。 20 圖 25 凍融試驗(yàn)箱 （ 3）制樣方法和設(shè)備。常規(guī) CBR 試驗(yàn)采用 分層裝填擊實(shí)法，本試驗(yàn)采用分層裝填壓實(shí)法。 壓樣設(shè)備見 圖 26。主要由應(yīng)變式壓力機(jī)、貫入柱、百分表和荷載測量裝置組成 ，見 圖 27。貫入柱直徑 Φ50mm，同一般 CBR 要求。雙百分表觀測變形。 每 1kN 荷載增量讀記百分表數(shù)值一次。 本試驗(yàn)，無論是凍前還是凍后均取 和 的平均值作為代表值CBR 進(jìn)行分析比較。當(dāng) 都未出現(xiàn)時(shí)，可做荷載 位移曲線進(jìn)行分析比較。對上述 5 種試驗(yàn)材料均進(jìn)行了該條件下的試驗(yàn)，以便研究 含水率 、干密度、摻土類型及摻量多少等因素的影響及變化規(guī)律。 （ 3）－ 20℃ 條件下不同循環(huán)數(shù)的影響。 1. 含水率 、干密度 影響 基本數(shù)據(jù)見表 26。 表 26 試驗(yàn)土料凍融試驗(yàn)基本數(shù)據(jù) 土 試樣編號 含水率 飽和度 干密度 壓實(shí)度 凍前 凍后 22 料 w/% Sr γd/(g/cm3) Kd CBR 平均 CBR 平均 1 11 236 208 222 203 189 196 12 105 105 105 130 130 130 13 82 84 83 74 82 78 14 51 60 56 41 56 49 15 407 407 281 281 16 257 252 255 211 220 216 17 182 184 183 116 126 121 18 132 149 141 83 108 96 2 21 203 186 195 69 131 100 22 121 121 121 44 102 73 23 97 103 100 24 44 34 24 77 95 86 14 21 18 25 303 303 297 297 26 224 224 186 186 27 176 179 178 129 136 133 28 105 134 120 34 54 44 3 31(35) 278 263 270 194 195 195 32(36) 135 117 126 109 110 110 33(37) 59kN 位移 59kN 位移 34(38) 366 366 291 280 286 4 41(45) 280 266 273 140 151 146 42(46) 123 127 125 117 121 119 43(47) 44(48) 350 350 290 277 284 5 51(59) 349 349 323 323 52(510) (190) (186) 188 184 180 182 53(511) 149 147 148 72 101 87 54(512) 88 93 91 64 79 72 55(513) 59kN 位移 59kN 位移 56(514) 451 451 369 369 57(515) 302 288 295 282 269 276 58(516) 197 211 204 142 163 153 注： 括號內(nèi)編號為凍前試樣編號 ；括號內(nèi) CBR 值為單表值 。 表 27 CBRwKd線性回歸 土料編號 狀態(tài) 線性回歸方程 N m R2 F 顯著性 23 1 凍前 CBR= + 8 2 F=＞F(2,5)= 顯著 凍后 CBR= ++ 8 2 F=＞F(2,5)= 顯著 2 凍前 CBR= + 8 2 F=＞F(2,5)= 顯著 凍后 CBR= + 8 2 F=＞F(2,5)= 顯著 5 凍前 CBR= + 7 2 F=＞F(2,4)= 顯著 凍后 CBR= + 7 2 F=＞F(2,4)= 顯著 4試驗(yàn)料 由于在高密度低 含水率 時(shí) CBR 反應(yīng)極大，得不到任何 CBR 值 ,因此 做荷載 位移曲線，同樣 可 看出凍后強(qiáng)度衰減趨勢及 含水率 影響。 01020304050600 1 位移（m m ）荷載( K N )W = 5 % 凍前W = 5 % 凍后W = 8 % 凍前W = 8 % 凍后01020304050600 1 位移（m m ）荷載( K N )W = 5 % 凍后W = 8 % 凍后 （ a） 3 （ b） 4 圖 28 4試樣凍前 凍后貫入荷載 位移曲線 2. 細(xì)粒土摻量的影響 試驗(yàn)土料 CBRw 關(guān)系 曲線圖見圖 29 和 210， 可以看出，無論是摻粉土還是粉質(zhì) 黏 土，也無論 Kd= 還是 Kd=，除個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)外，凍前、凍后 CBR值均隨細(xì)粒摻量的增大而減小。眾所周知，對于松散粗?；旌喜牧蟻碚f，粒間摩擦是強(qiáng)度的主要來源。由圖可看出摻配粉質(zhì) 黏 土的試樣 CBR 比摻配粉土的大。 表 29 冰凍溫度影響試驗(yàn)基本數(shù)據(jù) 試樣編號 溫度 含水率 飽和度 干密度 壓實(shí)度 凍前 凍后 t/℃ w/% Sr γd/(g/cm3) Kd CBR 平均 CBR 平均 19（ 113） 10 306 314 299 110（ 114） 10 306 284 25 111（ 115） 10 203 208 184 127 138 138 112（ 116） 10 161 164 135 150 117（ 121） 30 218 225 224 209 225 198 118（ 122） 30 227 227 175 182 119（ 123） 30 184 191 189 109 130 119 120（ 124） 30 183 199 91 147 注：表中括號內(nèi)編號為凍前試驗(yàn)編號。 進(jìn)行一元線性回歸分析，方程式為： 凍前： CBR= + （ 23） R2= N=4 F=＞ (1,2)= 顯著 凍后： CBR= + （ 24） R2= N=4 F=＞ (1,2)= 顯著 凍前相關(guān)系數(shù)較高、離差小，說明試樣制備質(zhì)量較好；凍后相關(guān)系數(shù)較高，離差小，說明冰凍溫度影響不顯著。因此本試驗(yàn)研究主要采用 20℃ 進(jìn)行填料在不同 含水率 、不同壓實(shí)度、不同細(xì)粒土質(zhì)類型及摻量條件的凍融試驗(yàn)是合理的。 表 210 凍融循環(huán)數(shù)的影響 試樣編號 含水率 飽和度 干密度 壓實(shí)度 凍融循環(huán)數(shù) 凍前 凍后 w/% Sr γd/(g/cm3) Kd N CBR 平均 CBR 平均 125 1 224 198 248 223 127 3 229 228 229 129 7 180 190 185 131 9 204 213 209 126 1 187 159 165 162 128 3 150 167 159 130 7 153 161 157 132 9 對 w=8%和 w=9%兩種情況的凍前值分別取 均值 CBR=224 和 CBR=187，做CBRN 關(guān)系曲線，如圖 213 示。 0501001502002503000 2 4 6 8 10NCBR凍前凍后0501001502002503000 2 4 6 8 10NCBR凍前凍后 （ a） w=8% (b)w=9% 圖 213 凍融循環(huán)數(shù)對凍后 CBR 值影響 27 考慮到：（ 1）凍后 CBR 隨 N 增加而減少幅度不大，還是在高位上；（ 2）經(jīng)濟(jì)因素；（ 3）老式慢法低標(biāo)號混凝土采用 N=25， 但冰凍時(shí)間為 4h，而本試驗(yàn)為16 小 時(shí)，換算一下與 5 循環(huán)接近； （ 4） 正如上述，有的文獻(xiàn)提出二灰碎石凍融試驗(yàn)采用 5 循環(huán)；（ 5）更主要地是本試驗(yàn)材料為一種典型松散材料，沒有無機(jī)結(jié)合料 （水泥或其他活性成分）。 6. 試樣凍后高度變化 壓制樣品 4 筒，進(jìn)行 20℃ 、 5 循環(huán)條件下凍融試驗(yàn)，用深度尺進(jìn)行固定對角四點(diǎn)凍后高度測量，結(jié)果如表 211 所 示。 2 號和 3 號筒試樣高度隨循環(huán)數(shù)變化見圖 215。這是由于冰凍作用，致使試樣凍后高度（體積）增大。 7. 凍后試樣表面光滑程度變化 試樣進(jìn)行 凍前和凍后表面狀況 對比 ，見圖 216，可以 看出凍后表面比凍前更加粗糙，留下了冰凍物理侵蝕作用的痕跡。比較一下兩圖， 含水率 高時(shí)凍后變化大。因此，影像資料，特別是立體鏡照片，只具有定性上和概念理解上的作用。 本試驗(yàn)裝置滿足上述要求。由白鋼板夾保溫材料制成的箱體、小型制冷壓縮機(jī)、小燈泡、電風(fēng)扇和控制箱及面板組成。使用 DC3030 型低溫恒溫槽，控制精度 ℃ 。本次由于試料顆粒粗大，故沒有插入測溫元件測溫。本次試驗(yàn)采用 POM工程塑料筒和硬鋁合金頂蓋底座。 （ 5）變形測量：使用百分表讀數(shù)或采用 FX331S4 差動(dòng)變壓器式位移傳感器及顯示儀表讀數(shù)。為保證試樣端面光平，以便于位移測量，同時(shí)也是為了減少側(cè)摩阻力，采用壓樣法制備樣品，然后將壓樣筒中樣品倒入 POM 試樣筒。不能全部滲入時(shí)，反算實(shí)際 含水率 。采用上冷閉式凍脹試驗(yàn)（無外水分補(bǔ)給） 研31 究 5 種試驗(yàn)材料（詳見表 25）的凍脹性。 試樣過程中，當(dāng)位移讀數(shù)出現(xiàn)峰值或穩(wěn)定值以后，再繼續(xù)觀測幾小時(shí)即可結(jié)束試驗(yàn)。 η (%)=00 10 20 30 40 50 60 70凍結(jié)時(shí)間（h ）凍脹量（mm） 圖 224 樣品凍脹試驗(yàn) H? t 曲線 各試料凍脹試驗(yàn)結(jié)果 1. 含水率影響 根據(jù)表 25 配制的試樣，進(jìn)行凍脹量試驗(yàn)， ηw 曲線見 圖 225。 說明即使是粗顆粒土，當(dāng)其 含水率 達(dá)到一定值時(shí)，亦會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)可觀的凍脹量。 33 210123454 6 8 10 12 14 16含水率 w （％）凍脹率η（％）123線性 ( 1 )線性 ( 2 )線性 ( 3 ) 1012344 6 8 10 12 14 16含水率 w （％）凍脹率η（％）45線性 ( 4 )線性 ( 5 ) （ a） 摻粉土 （ b） 摻 黏 土 圖 226 細(xì)粒土含量大小對凍脹的影響 由圖 226 可看出，無論圖（ a）和圖（ b），隨細(xì)粒含量增加，亦即土變細(xì)或 d50 減小，曲線沿橫軸（ w）向右偏移。試樣起始凍脹 含水率 見表 2