29 凍土融化壓縮試驗
29.1 一般規定
29.1.1 本試驗的目的是測定凍土融化過程中的相對下沉量（融沉系數）和融沉后的變形與壓力關系融化壓縮系數）。
29.1.2 本試驗分為室內融化壓縮試驗和現場原位凍土融化壓縮試驗兩種。
29.2 室內凍土融化壓縮試驗
29.2.1 本試驗適用于凍結粘土和粒徑小于2mm的凍結砂土。
29.2.2 試驗宜在負溫環境下進行。嚴禁在切樣和裝樣過程中使試樣表面發生融化試驗過程中試樣應滿足自上而下單向融化。
29.2.3 本試驗所用的儀器設備應符合下列規定;
1 融化壓縮儀（圖 29.2.8）∶加熱傳壓板應采用導熱性能好的金屬材料制成。試樣環應采用有機玻璃或其他導熱性低的非金屬材料制成。其尺寸宜為∶內徑79.8mm，高40.0mm;保溫外套可用聚苯乙烯或聚胺酯泡沫塑料。
2原狀凍土鉆樣器：鉆樣器宜由鉆架和鉆具兩部分組成。鉆具開口內徑為79.8mm。鉆樣時將試樣環套入鉆具內，環外壁與鉆具內壁應吻合平滑。
3 恒溫供水設備。
4 加荷和變形測量設備應符合本標準第 14.1.2條2、3款的規定。
圖 28.2.3 融化壓縮儀示意圖
1—加熱傳壓板;2—熱循環水進出口；3—透水板;4—上下排水孔;5—試樣環；
6—試樣;7—透水板；8—濾紙；9一導環；10一保溫外套
29.2.4 融化壓縮儀和加荷設備應定期校準，并作出儀器變形量校正曲線或數值表。
29.2.5 融化壓縮試驗，應按下列步驟進行∶
1 鉆取凍土試樣，其高度應大于試樣環高度。從鉆樣剩余的凍土中取樣測定含水率。鉆樣時必須保持試樣的層面與原狀土一致，且不得上下倒置。
2 凍土試樣必須與試樣環內壁緊密接觸。刮平上下面，但不得造成試率表面發生融化。測定凍土試樣的密度。
3融化壓縮容器內先放透水板，其上放一張潤濕濾紙。將裝有做
試樣的試樣環放在濾紙上，套上護環。在試樣上鋪濾紙和透水板再放上加熱傳壓板。然后裝上保溫外套。將融化壓縮容器置于加壓框架正中。安裝百分表或位移傳感器。
4 施加 1kPa的壓力。調平加壓杠桿。調整百分表或位移傳感器到零位。
5 用膠管連接加熱傳壓板的熱水循環水進出口與事先裝有溫度為 40～50℃水的恒溫水槽，并打開開關和開動恒溫器，以保持水溫。
6試樣開始融沉時即開動秒表，分別記錄 1、2、5、10、30、60min時的變形量。以后每2h觀測記錄一次，直至變形量在 2h內小于0.05mm時為止，并測記最后一次變形量。
7 融沉穩定后，停止熱水循環，并開始加荷進行壓縮試驗。加荷等級視實際工程需要確定，直取 50、100、200、400、800kPa，最后一級荷載應比土層的計算壓力大 100～200kPa。
8 施加每級荷載后 24h為穩定標準，并測記相應的壓縮量。直至施加最后一級荷載壓縮穩定為止。
9試驗結束后，迅速拆除儀器各部件，取出試樣，測定含水率。
29.2.8 融沉系數應按下式計算：
(29.2.6)
式中 a0——凍土融沉系數;
Δh0——凍土融化下沉量（mm）;
h0——凍土試樣初始高度（mm）。
29.2.7 某一壓力下穩定后的單位變形量應按下式計算∶
(29.2.7)
式中Si——某一壓力下的單位變形量（mm）;
Δhi——某一壓力下的變形量（mm）。
29.2.8某一壓力范圍內的凍土融化壓縮系數應按下式計算
(29.2.8)
式中 atc——融化壓縮系數（MPa-1）;
pi——某級壓力值（MPa）。
29.2.9 繪出單位變形量與壓力關系曲線，如圖29.2.9所示。
29.2.10 室內融化壓縮試驗施格式見附錄D表D-29。
29.3 現場凍土融化壓縮試驗
29.3.1 本試驗適用于除漂石以外的各類凍土。
29.3.2 本試驗應在現場試坑內進行。試坑深度不應小于季節融化深度，對于非銜接的多年凍土應等于或超過多年凍土層的上限深度。試坑底面積不應小于 2m×2m。
29.3.3 試驗前應進行凍結土層的巖性和冷生構造的描述，并取樣進行其物理性試驗。
29.3.4試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定∶
1內熱式傳壓鋼板。傳壓板可取圓形或方形，中空式平板。應有足夠剛度，承受上部荷載時不發生變形，面積不宜小于5000cm2。
2 加熱系統:傳壓板加熱可用電熱或水（汽）熱，加熱應均勻，加熱溫度不應超過90℃。
傳壓板周圍應形成一定的融化圈，其寬度宜等于或大于傳壓板直徑的0.3倍。
加熱系統應根據上述加熱方式和要求確定。
3 加荷系統:傳壓板加荷可通過傳壓桿自設在坑頂上的加荷裝置實現。加荷方式可用千斤頂或壓塊。當凍土的總含水率超過液限時，加荷裝置的壓重應等于或小于傳壓板底面高程處的原始壓力。
4 沉降測量系統:沉降測量可采用百分表或位移傳感器。測量準確度應為0.1mm。
5 溫度測量系統:溫度測量系統可由熱電偶及數字電壓表組成，測量準確度為0.1℃。
29.3.5 試驗前應按下列步驟進行試驗準備和儀器設備的安裝:
1 仔細開挖試坑，整平坑底面，不得破壞基土。必要時應進行坑壁保護。
2 在傳壓板的邊側打鉆基，孔徑3～5cm，孔深宜為50cm。將五支熱電偶測溫端自下而上每隔10cm逐個放入孔內，并用粘土填實鉆孔。
3 坑底面鋪砂找平。鋪砂厚度不應大于2cm。
4 將傳壓板放置在坑底中央砂面上。
5 安裝加荷裝置，應使加荷點處于傳壓板中心部位。
6 在傳壓板周邊等距安裝3個沉降位移計。
7 接通加熱、測溫系統，并進行安全和安裝可靠性檢查后，向傳壓板施加等于該處上部原始土層的壓力（不小于 50kPa），直至傳壓板沉降穩定后，調整位移計至零讀數，作好記錄。
29.3.6試驗應按下列步驟進行：
1 施加等于原始土層的上覆壓力（包括加荷設備）。接通電源，使傳壓板下和周圍凍土緩慢均勻融化。每隔1h測記一次土溫和位移。
2 當融化深度達到25～30cm時，切斷電源停止加熱。用鋼釬探測一次融化深度，并繼續測記土溫和位移。當融化深度接近40cm（0.5倍傳壓板直徑）時，每15min測記一次融化深度。當0℃溫度達到 40cm時測記位移量，并用鋼釬測記一次融化深度。
3 當停止加熱后，依靠余熱不能使傳壓板下的凍土繼續融化達到 0.5倍傳壓板直徑的深度時，應繼續補熱，直至滿足這一要求。
4 經上述步驟達到融沉穩定后，開始逐級加荷進行壓縮試驗。加荷等級視實際工程需要確定，對粘土宜取50kPa，砂土宜取75kPa，含巨粒土宜取 100kPa，最后一級荷載應比土層的計算壓力大100～200kPa。
5 施加一級荷載后，每 10、20、30、60min測記一次位移計示值，此后每1h測記一次，直至傳壓板沉降穩定后再加下一級荷載。沉降量可取3個位移計讀數的平均值。沉降穩定標準對粘土宜取0.05mm/h，砂和含巨粒土宜取0.1mm/h。
6 試驗結束后，拆除加荷裝置，清除墊砂和10cm厚表土，然后取2～3個融化壓實土樣，用作含水率、密度及其他必要的試驗。最后，應挖除其余融化壓實土測量融化盤。
29.3.7 進行下一土層的試驗時，應刮除表面5～10cm土層。
29.3.8 融沉系數應按下式計算;
(29.3.8)
式中S0——你土融沉（p≈0）階段的沉降量（cm）;
H0——融化深度（cm）。
29.3.8融化壓縮系數，應按下式計算∶
(29.3.8)
式中Δδ——相應于某一壓力范圍（Δp）的相對沉降;
K——系數：粘土為1.0，粉質粘土為1.2，砂土為1.3，巨粒土法1.35。
29.3.10 以單位變形量為縱坐標，壓力為橫坐標繪制單位變形量與壓力關系曲線，見圖 29.2.9。
29.3.11 現場融化壓縮試驗的記錄格式見附錄D表D-23。