14.4　应变控制加荷固结试验

14.4.1　本试验所采用的主要仪器设备应符合下列规定：

1　固结容器（图14.4.1）：由刚性底座、护环、环刀、透水石和加压上盖等组成。环刀内径61.8mm和79.8mm，高20mm。底座底部连接孔隙水压力装置，可测孔隙水压力。

2　加压设备：螺旋杆式、液压式或气压式加压设备。应能反馈、伺服跟踪连续加荷。轴向测力采用负荷传感器等。测量装置要求具有相应的刚度，量程为0～10kN；准确度为全量程的0.5％。

3　孔隙水压力测量设备：采用压力传感器，量程：0～1MPa；准确度为全量程的0.5％；其体积因数应小于1.5×10-5 cm3/kPa。

4　变形测量设备：采用位移传感器，量程0～10mm，准确度为全量程的0.2％。

5　采集系统和控制系统：压力和变形范围应满足试验要求。

6　其他：秒表、滤纸等。

14.4.2　仪器设备的检定与校准应符合下列规定：

1　压力测量设备和变形测量设备应定期检定或校准；

2　固结仪应定期校正，校正方法应符合本规程附录G的规定。

14.4.3　应变控制加荷固结试验应按下列步骤进行：

1　试样制备和饱和应符合本规程第14.2.3条第1款第1项的规定。

2　将固结容器底部孔隙水压力阀门打开充无气水，排除底部及管路中滞留的气泡，将装有试样的环刀装入护环，依次将透水石、薄型滤纸、护环置于容器底座上，关孔隙水压力阀，在试样顶部放薄型滤纸、上透水石、套上上盖，用螺丝拧紧，使上盖、护环和底座密封，然后放上加压上盖，将整个容器移入轴向加荷设备正中，调平，装上位移传感器。对试样施加1kPa的预压力，使仪器上、下各部件接触，调整孔隙水压力传感器和位移传感至零位或初始读数。

3　选择适宜的应变速率，其标准是使试验时的任何时间内试样底部产生的孔隙水压力为同时施加轴向压力的3％～25％，应变速率可按表14.4.3选择估算值。

4　接通控制、采集系统和加荷设备的电源，预热30min。待装样完毕，采集初始读数，在所选的应变速率下，对试样施加轴向压力，仪器按试验要求自动加压，定时采集数据或打印，数据采集时间间隔，在历时前10min每隔1min，随后1h内每隔5min，1h后每隔15min采集一次轴向荷载、孔隙水压力和变形值。

5　连续加压至预期压力为止。当轴向压力施加完毕后，在轴向压力不变的条件下，使孔隙水压力消散。

6　要求测定回弹或退压特征时，试样在同样的应变速率下退压，退压时关闭孔隙水压力阀，应按本条第4款的规定时间间隔记录轴向压力和变形值。

7　试验结束，关电源，拆除仪器，取出试样，称试样质量，测定试验后的含水率。

14.4.4　资料整理应符合下列规定。

1　试样的初始孔隙比e0应按式（14.2.3-1）计算。

2　试样的孔隙比ei应按式（14.2.3-2）计算。

3　任意时刻试样的有效压力应按式（14.4.4-1）计算，计算结果应精确至1kPa：

式中：——任意时刻t试样上的有效压力（kPa）；

σi——任意时刻t试样上施加的总压力（kPa）；

ub——任意时刻t试样底部的孔隙水压力（kPa）。

4　某一压力范围内的压缩系数av应按式（14.2.3-3）计算。

5　某一压力范围内的压缩模量Es应按式（14.2.3-4）计算。

6　某一压力范围内的体积压缩系数mv应按式（14.2.3-5）计算。

7　压缩指数Cc和回弹指数Cs应按式（14.2.4）计算。

8　任意时刻t的固结系数Cv应按式（14.4.4.-2）计算，计算结果应精确至0.001cm2/s：

式中：Δε——两读数间的应变变化（％）；

h——两读数间试样平均高度（cm）；

Δt——两读数间的历时（s）；

ub——两读数间试样底部测得的孔隙水压力平均值（kPa）；

mv——两读数间试样的体积压缩系数（kPa-1）。

9　采用单对数坐标系，以孔隙比e为纵坐标，有效压力σ′为横坐标，绘制e-lgσ′的关系图（图14.4.4-1）。

10　采用直角坐标系，以固结系数Cv为纵坐标，以有效压力σ′为横坐标，绘制Cv-σ′的关系图（图14.4.4-2）。

14.4.5　应变控制加荷固结试验记录应按表14.4.5填列。