胶结土力学性能试验规程

ICS×××团体标准T/CHINCOLDxxxx—20**胶结土力学性能试验规程SpecificationforMechanicalPropertyofCementedSoilTestXXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国大坝工程学会发布前言根据中国大坝工程学会团体标准编制修订有关规定，依据《水利技术标准编写规定》（SL/T1—2014）编制本规程。本规程编制过程中，编写组总结了近年来胶结土的研究成果和实践经验，在广泛征求意见的基础上，经审查定稿。本标准共11章，主要技术内容包括：基本规定、试件制备和养护、三轴剪切强度试验、无侧限抗压强度试验、抗剪强度试验、压缩系数试验、轴心抗压与静力受压弹性模量试验、拉伸强度试验、渗透系数试验。本标准为全文推荐。本标准由中国大坝工程学会提出。本标准主编单位：本标准参编单位：本标准出版、发行单位：本标准主要起草人员：本标准技术内容审查人员：

目次前言 I1总则 52术语 63基本规定 74试件制备和养护 84.1仪器设备 84.2试件预备程序 84.3试件制备和养护 85三轴剪切强度试验 105.1仪器设备 105.2操作步骤 105.3计算、制图和记录 106无侧限抗压强度试验 126.1仪器设备 126.2操作步骤 126.3计算、制图和记录 127抗剪强度试验 137.1仪器设备 137.2操作步骤 137.3计算、制图和记录 138压缩系数试验 158.1仪器设备 158.2操作步骤 158.3计算、制图和记录 159轴心抗压与静力受压弹性模量试验 179.1仪器设备 179.2操作步骤 179.3计算、制图和记录 1710拉伸强度试验 1910.1仪器设备 1910.2操作步骤 1910.3计算、制图和记录 1911渗透系数试验 2011.1仪器设备 2011.2操作步骤 2011.3计算、制图和记录 20附录A 22条文说明 341总则1.0.1为规范胶结土力学性能试验，特制定本标准。1.0.2本标准规定了胶结土力学性能试验的基本要求。1.0.3本标准适用于胶结土的三轴剪切强度、无侧限抗压强度、抗剪强度、压缩系数、轴心抗压与静力受压弹性模量、拉伸强度、渗透系数试验。1.0.4本标准主要引用以下标准：GB/T50123—2019土工试验方法标准TB10102—2023铁路工程土工试验规程GB/T50081—2019混凝土物理力学性能试验方法标准JGJ/T233—2011水泥土配合比设计规程SL352—2020水工混凝土试验规程JTG3441—2024公路工程无机结合料稳定材料试验规程GB/T4935.1—2008土工试验仪器固结仪第1部分：单杠杆固结仪GB/T4935.2—2009土工试验仪器固结仪第2部分：气压式固结仪GB/T50145—2007土的工程分类标准1.0.5胶结土力学性能试验，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语2.0.1胶结土CementedSoil将水泥、粉煤灰、石灰等胶凝材料与外加剂、土料和水进行拌和，经摊铺、振动碾压或者振捣形成的具有一定抗拉、抗冲蚀和抗剪等性能的材料。2.0.2土soil小于5mm的细粒土料。2.0.3胶凝材料CementitiousMaterial具有凝结作用材料，包括水泥、粉煤灰、石灰、磨细矿渣粉、磷渣粉、天然火山灰等材料。2.0.4胶结土无侧限抗压强度CementedSoilunconfinedcompressionstrength胶结土试件在无侧限条件下，抵抗轴向应力的最大值。2.0.5胶结土抗剪强度CementedSoilshearstrength胶结土试件抵抗剪切破坏的极限强度，包括黏聚力和内摩擦角。2.0.6静力受压弹性模量Elasticmodulusunderstaticcompressivestress胶结土试件轴向受压时，产生单位变形所需要的应力。2.0.7胶结土拉伸强度CementedSoiltensilestrength胶结土试件单位面积上所能承受的最大拉力。2.0.8胶结土拉伸模量CementedSoiltensilemodulus胶结土试件轴向受拉时，产生单位变形所需的应力。2.0.9胶结土渗透系数CementedSoilpermeabilitycoefficient在各向同性介质中，单位水力梯度下的单位流量，表征透水性强弱的数量指标。2.0.10水力坡降CementedSoilhydraulicgradient单位长度流程上的水头损失。

3基本规定3.0.1本标准适用于以最大粒径小于5mm的细粒土为原材料的胶结土力学性能试验。3.0.2本标准中的胶凝材料可选择水泥、石灰、粉煤灰等粉体材料。3.0.3本标准中的三轴剪切强度试验规定了胶结土饱和不排水剪试验。3.0.4胶结土无侧限抗压强度试验宜按饱和与非饱和状态进行，加荷方式应为应变控制式。3.0.5胶结土的抗剪强度试验宜按饱和与非饱和状态开展试验。3.0.6在胶结土饱和与非饱和状态抗剪强度试验的基础上，可适当进行胶结土的残余强度剪切试验。

4试件制备和养护4.1仪器设备4.1.1制备试件需用的主要仪器设备应符合下列规定：1筛：孔径5mm；2台秤：称量10kg-40kg，分度值5g；3天平：称量1000g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g;4碎土器：磨土机；5反力框架和千斤顶；6恒温恒湿箱；7抽气机（附真空表）；8饱和器（附金属或玻璃的真空缸）；9其他：模具、刮平尺、拌和工具、称量盒等。4.2试件预备程序4.2.1取一定量有代表性风干细粒土，放在橡皮板上用木碾或利用碎土器碾散，碾散时勿压碎颗粒，根据试验所需试件数量，将碾散后的土样过5mm筛，应测试筛下量级配，保持级配良好连续。4.2.2过筛后用四分对角取样法或分砂器，取出足够数量的代表性试件，并应多制备2~3个备用。4.2.3土、石灰、粉煤灰等试料应按烘干法分别测定其风干含水率，水泥的含水率应为零。4.2.4胶结土应按照设计文件要求的配合比称量水泥、石灰、粉煤灰等胶凝材料所需的质量。4.3试件制备和养护4.3.1试件制备应按下列步骤进行：1将准备好的风干土样平铺于金属盘内均匀混合，将应加的水量均匀喷洒在混合试料上，混合料加水量应按式4.3.1计算，用拌和工具充分拌和均匀，拌和时间不宜少于10min，然后将混合试料装入塑料袋或密封容器内浸润备用。m−mn式中mw______混合试料中应加水量（g）mn______mc______ω0______ωc______ω'______2混合试料的浸润时间不宜超过24h，黏性土12~24h，粉土6～8h。3土与石灰（或粉煤灰）混合试料达到浸润时间后，再将水泥加到浸润后的试件中，并用小铲拌和到均匀状态，之后应在lh内按照设计密度完成试件成型。4抗剪强度、压缩系数、渗透系数试验试件宜采用锤击法制备，三轴剪切强度、无侧限抗压强度、轴心抗压与静力受压弹性模量、拉伸强度试验试件宜采用静力压实法制备，静力压实法参照TB10102—2023中44.4的规定执行。锤击法步骤同静力压实法，不同的是以击锤代替反力框架和千斤顶将上下压柱击入已放有试料的试模内，压柱顶面应垫一块牛皮或胶皮，保护锤面和压柱顶面不受损伤。5胶结土试件成型后应称量试件的质量，检验试件是否达到设计干密度要求，应按GB/T50123—2019中6.2规定计算干密度，最大允许差值应为±0.03g/cm3，如超出最大允许差值应重新制样。4.3.2试件养护应符合下列规定：1压缩系数、渗透系数试验试件应带模养护12h以上。2试件脱模称量后立即放入密封的恒温恒湿箱内进行养护。3养护时间视需要而定，宜为7d、14d、28d、90d等，养护温度应控制在20±2℃，相对湿度应控制在95%以上。4养护完成后，取出试件用柔软的抹布吸去试件表面的余水，称取试件的质量。

5三轴剪切强度试验5.1仪器设备5.1.1三轴剪切强度试验仪器应符合GB/T50123—2019中19.2要求。5.2操作步骤5.2.1按本标准4.2、4.3.1规定制备试件，试件应分三组并编号，每组试件不少于3个。高度与直径之比应为2~2.5，直径应不小于50mm。5.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。5.2.3试件饱和宜选抽气饱和法：应将装有试件的饱和器置于无水的抽气缸内，进行抽气。当真空度接近当地1个大气压后，应继续抽气，继续抽气时大于2h。当抽气时间达到规定后，徐徐注入清水，并保持真空度稳定。待饱和器完全被水淹没即停止抽气，并释放抽气缸的真空。试件在水下静置时间应大于10h.，然后取出试件并称其质量。5.2.4试件的安装应按GB/T50123—2019中19.4.1的规定进行。5.2.5剪切试件应按下列步骤进行：1剪切应变速率宜控制不超过每分钟0.75%轴向应变，脆性试件应选择较低的轴向变形率，非脆性试件应选择较高的轴向变形率。2开动试验机，进行剪切。3当测力计读数出现峰值时，再继续剪3%~5%的轴向应变；轴向力读数无明显减少时，则剪切至轴向应变为15%~20%。4试验结束后，关闭电动机。下降升降台，开排气孔，排去压力室内的水，拆除压力室罩，揩干试件周围的余水，脱去试件外的橡皮膜，描述试件破坏后状态，称试件质量，并测定含水率。5.3计算、制图和记录5.3.1计算应符合下列规定：1试件的校正面积应按下式计算：Aa式中：A0______试件初始面积（cm2）；Aa______试件剪切时校正面积（cm2）；ε1______轴向应变（%）。2主应力差（σ1-σ3）应按下式计算：σ1−式中：σ1—大主应力（kPa）；σ3—大主应力（kPa）；C—测力计率定系数（N/0.01mm）；R—百分表读数（0.01mm）。5.3.2制图应符合下列规定：绘制强度包线，应以法向应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标，在横坐标上以σ1f+σ3f2为圆心，σ1f−σ3f25.3.3本试验的记录格式应符合本标准附录A表A.1、表A.2的规定。

6无侧限抗压强度试验6.1仪器设备6.1.1无侧限抗压强度试验仪器设备应符合GB/T50123—2019中20.2要求。6.2操作步骤6.2.1按本标准4.2、4.3.1规定制备试件，高度与直径之比应为2~2.5，直径应不小于50mm。6.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。6.2.3本试验可按饱和与非饱和状态进行，按本标准5.3.3规定，对试件进行饱和。6.2.4将试件放在下加压板上，升高下加压板，使试件与上加压板刚好接触。将轴向位移计、轴向测力读数均调至零位。6.2.5下加压板宜以每分钟轴向应变为0.5%~2.0%的速度上升，脆性试件应选择较低的轴向变形率，非脆性试件应选择较高的轴向变形率。6.2.6当轴向力的读数达到峰值或超过5%的轴向应变值时，可停止试验。6.2.7试验结束后，迅速下降下加压板，取下试件，描述破坏后形状，测量破坏面倾角。6.3计算、制图和记录6.3.1试件的轴向应变应按下式计算：ε=ΔL6.3.2试件的平均断面积应按下式计算：Aa6.3.3试件所受的轴向应力应按下式计算： qu=P式中：ΔL______变形量（mm）；L0______试件初始长度；A0______试件初始横截面积（cm2Aa______试件剪切时的面积（cm2qu______P______试件破坏时的最大荷载（N）。6.3.4以轴向应力为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制应力应变曲线，取曲线上的最大轴向应力作为无侧限抗压强度qu。最大轴向应力不明显时，取轴向应变为5%对应的应力作为无侧限抗压强度值q6.3.5本试验的记录格式应符合本标准附录A表A.3的规定。7抗剪强度试验7.1仪器设备7.1.1抗剪强度试验采用仪器符合SL352—2020中5.7.2要求。7.2操作步骤7.2.1按本标准4.2、4.3.1规定，制备边长150mm的立方体试件，每组12或15个。7.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。7.2.3本试验可按饱和与非饱和状态进行，按本标准5.3.3规定，对试件进行饱和。7.2.4试验时将试件擦拭干净，成型面朝下、剪切面水平置于剪力盒中，然后放上传力板和滚轴排，应保证法向力和剪切力的合力通过剪切面的中点。7.2.5安装测量法向和剪切向变形的仪表，磁性支架的基座应设置在剪切变形影响范围之外。7.2.6法向荷载按设计的法向最大荷载，均分为四级或五级施加，每级荷载取三个试件进行剪切试验。7.2.7开动试验机，先施加法向荷载到预定等级，测读法向变形，当前后两次法向变形读数差不超过1%时，开始施加剪切荷载。在试件剪切过程中，应使法向应力保持恒定。开始时施加剪切荷载的速率为0.4MPa/min，选择合适的荷载间隔测读并记录荷载和剪切变形值。当所加剪切荷载引起的水平变形为前一荷载变形的1.5倍以上时，剪切荷载的速率减半，并减小测读间隔，直至剪断，记录剪切破坏荷载(P，精确到0.01kN)。7.2.8试件剪断后，移开剪切位移表，在相同法向应力下按上述方法进行摩擦试验，测读在大致相等的剪应力作用下不断发生大位移的残余剪切强度。必要时可改变法向应力进行单点摩擦试验。7.2.9停机后取下试件，观察试件剪切面的形貌，对界面破坏情况进行描述，测定剪切面起伏差，绘制剪切方向的断面高度变化曲线，测量并计算有效剪切面积（A）。7.3计算、制图和记录7.3.1试验结果处理应按下列规定执行：1按照式（7.3.1）、式（7.3.2）计算各级法向荷载下的法向应力和剪应力，取3个试件测值的平均值为本级法向荷载下的剪应力。σiτi=QA式中：σi______法向应力（MPa）；τi_____P______总法向荷载（kN）；Q______剪切荷载，应扣除滚轴排摩擦阻力（kN）；A______有效剪切面积（mm2）。2根据各级法向荷载下的法向应力和剪应力，在坐标图上作σ-τ曲线，并用最小二乘法或作图法求得式(7.3.3)中的f＇和c＇。τ=σf＇+c式中：τ______极限抗剪强度（MPa）；σ_____法向应力（MPa）；f＇_____摩擦系数；c＇_____7.3.6本试验的记录格式应符合本标准附录A表A.4的规定。8压缩系数试验8.1仪器设备8.1.1固结容器：由环刀、护环、透水板、加压上盖和量表架等组成，环刀、透水板的技术性能和尺寸参数应符合GB/T50123—2019中17.2.1规定。8.1.2加压设备：能垂直地施加瞬间各级规定的压力，且没有冲击力，其最大允许误差符合GB/T4935.1—2008和GB/T4935.2—2009的有关规定。8.1.3变形测量设备：百分表量程为10mm，分度值为0.01mm，或最大允许误差应为±0.2%F.S的位移传感器。8.1.4其他：刮土刀、钢丝锯、天平、秒表。8.2操作步骤8.2.1按本标准4.2、4.3.1规定，制备3个φ61.8mm×20mm试件。8.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。8.2.3按GB/T50123—2019中5.2.2和6.2.2规定，测定试件的含水率和密度。8.2.4在固结容器里安装试件，试件安装方法应按GB/T50123—2019中17.2.2中4规定执行。8.2.5为保证试件与仪器上下各部件之间接触良好，应施加2.4kPa的预压压力，然后调整量表，使读数为零。8.2.6确定需要施加的各级压力，加压等级宜为50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、800kPa、1600kPa和3200kPa，最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。待上一级荷载稳定后在施加下一级荷载，时间根据数据进行调整。8.2.7试验结束后，迅速拆除仪器各部件，取出带环刀的试件，用干滤纸吸去试件两端表面上的水，测定试验后含水率。8.3计算、制图和记录8.3.1胶结土压缩系数试验各项指标应符合下列规定：1试件的初始孔隙e0e0=ρwGs(1+0.01ω0式中：e0______初始孔隙比。2各级压力下固结稳定后的空隙比ei应按下式计算：ei=e0−式中：ei______某级压力下的孔隙比；∆hih0______试件初始高度（cm）。3某一压力范围内的压缩系数av应按下式计算：av=ei−ei+1pi+1式中：av_____压缩系数（MPa-1）pi_____某一单位压力值。4某一压力范围内的压缩模量Es和体积压缩系数mv应按下式计算：Es=1+e0avmv=1Es=a式中：Es_____压缩模量（MPa）；mv_____体积压缩系数（MPa-1）。8.3.2以孔隙比e为纵坐标，单位压力p为横坐标，绘制孔隙比与单位压力的关系曲线。8.3.3本试验的记录格式应符合本规程附录A中标A.5~A.7的规定。

9轴心抗压与静力受压弹性模量试验9.1仪器设备9.1.1轴心抗压与静力受压弹性模量试验采用仪器符合GB/T50081—2019中7.0.3要求。9.2操作步骤9.2.1按本标准4.2、4.3.1规定，制备6个φ150x300mm试件，其中3个用于测定轴心抗压强度，另外3个用于测定静力受压弹性模量。9.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。9.2.3试件放置试验机前，应将试件表面与上、下承压板面擦拭干净。9.2.4将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上，并使试件轴心与下压板中心对准。9.2.5测定轴心抗压强度。加荷速度应满足6.2.5的规定，开启试验机，试件表面与上、下承压板或钢垫板应均匀接触。使试验机连续匀速加荷直至试件破坏，记录破坏荷载P。9.2.6测定静力抗压弹性模量按下列步骤进行：1）安装变形测量装置：微变形测量仪应安装在试件两侧的中线上并对称于试件的两端。当采用千分表或位移传感器时，应将千分表或位移传感器固定在变形测量架上。当采用电阻应变仪测量变形时，试件从养护室取出后，待试件表面干燥后，在试件的两侧中部贴应变片。2）应加荷至基准应力为0.5MPa的初始荷载值F0，保持恒载60s并在以后的30s内记录每测点的变形读数ε0。应立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度fc的1/3时的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数3）左右两侧的变形值之差与它们平均值之比大于20%时，应重新对中试件后重复本标准第9.2.9条的规定。当无法使其减少到小于20%时，此次试验无效。4）在确认试件对中符合规定，以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0.5MPa（F0)，恒载60s；然后用同样的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒载（F0及Fa)至少进行两次反复预压。在最后一次预压完成后，在基准应力0.5MPa（F0)持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数ε05）卸除变形测量仪，应以同样的速度加荷至破坏，记录破坏荷载；试件抗压强度与fc之差超过f9.3计算、制图和记录9.3.1轴心抗压强度应按下式计算：fc=式中：fc—轴心抗压强度（MPa）；P—破坏荷载（kN）；A—试件承压面积（mm2）。9.3.2轴心抗压强度以3个试件测试的平均值作为该组试件的试验结果(修约间隔0.1MPa)；当有1个测值与中间值之差超过中间值的20%时，取中间值作为试验结果。当有2个测值与中间值之差超过中间值的20%时，该组试验结果无效。9.3.3弹性模量应按下式计算：1试件直径应按下式计算：d=d1+式中：d—试件计算直径(mm)，计算应精确至0.1mm；d1、d2弹性模量应按下式计算：Ec=式中：EcFaF0d—圆柱体试件的计算直径（mm）；L—测量标距(mm)；∆n=εa式中：∆n—最后一次从F0加荷至Fεa—Fε0—F9.3.4静力受压弹性模量应按3个试件测值的算术平均值计算。当有1个测值与平均值之差超过平均值的20%时，取余下2个测值的平均值作为试验结果。当有2个测值与平均值之差超过平均值的20%时，该组试验结果无效。9.3.5本试验的记录格式应符合本标准附录A表A.8、A.9的规定。

10拉伸强度试验10.1仪器设备10.1.1拉伸强度试验采用仪器符合JTG3441—2024中T0863要求。10.2操作步骤10.2.1按本标准4.2、4.3.1规定制备试件，高度与直径之比应为2，数量不少于9个。10.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。10.2.3正式试验前一天，按JTG3441—2024中T0863的3.4要求，测量试件尺寸。10.2.4按JTG3441—2024中T0863的3.5、3.6要求处理试件。10.2.4按JTG3441—2024中T0863的4要求开展试验。10.3计算、制图和记录10.3.1按JTG3441—2024中T0863的5要求计算。10.3.2按JTG3441—2024中T0863的6要求整理结果。10.3.3按JTG3441—2024中T0863的7要求编写报告。11渗透系数试验11.1仪器设备11.1.1渗透系数试验采用仪器符合JGJ/T233—2011中B.5.2、B.5.3要求。11.2操作步骤11.2.1按本标准4.2、4.3.1规定，制备试件。试件上口内径应为70mm，下口内径应为80mm，高度应为40mm。11.2.2按本标准4.3.2规定，对试件进行养护。11.2.3养护至规定龄期的试件应从养护室取出，擦干试件表面；采用密封材料密封装入渗透试模，下口放置透水板，装入渗透仪，并在试件上端面放置滤纸。11.2.4调节压力表，逐级施加压力。第一级压力宜为0.02MPa，加压等级宜为0.02MPa、0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa、0.10MPa，以后应以0.10MPa的加压幅度递增，每级渗透压力的恒压时间应为1h，最后一级压力应加至胶结土试件表面有水渗出为止，应记录此时的恒定渗透压力p，并测定胶结土试件渗出的水量。11.2.5当滴定管内液面逐渐稳定后，开始读数和记录，同时测记水温。读数时间间隔应根据胶结土试件的渗水量而确定。对渗水量大的试件，宜每隔3~5min读数一次；当渗水量很小时，宜每隔30~60min读数一次。11.2.6试验持续时间应根据渗水量稳定情况而确定。当由渗水量计算的渗透系数变化不大于2x10-ncm/s时，即可停止试验。11.2.7在试验过程中，应观察滤纸透水情况，当发现水从试件周边渗出时，应停止试验，并应重新密封试件后再继续试验。11.3计算、制图和记录11.3.1水温T℃时胶结土渗透系数应按下式计算：kTi=p式中：kT—水温T℃时胶结土渗透系数（cm/s），精确至0.01×10-nt—时间间隔（s），精确至1s；A1—试件中部横截面积（cm2），精确至0.1cm2h—渗径，即试件高度(cm)，精确至0.1cm；Q—经时间间隔t渗出的水量（mL），精确至0.1mL；i—水力梯降，精确至0.01；p—施加的渗透压力（MPa），精确至0.02MPa；γw—水的重度（N/cm），取0.0098N/cm311.3.2每个试件应至少测定6次，并应取3~4个在允许差值范围内的相近值的平均值，作为该胶结土试件在某一龄期下的渗透系数，允许差值不应大于2×10-ncm/s。11.3.3渗透试验应以水温20℃为标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算，且黏滞系数比(ηTη20k20式中：k20—水温标准温度时试件的渗透系数（cm/s），精确至0.01×10-nηT—水温T℃时水的动力粘滞系数（kPa▪η20—水温T℃时水的动力粘滞系数（kPa▪11.3.4胶结土渗透系数试验，其结果的确定应符合下列规定：1每组应制作3个试件，分别测定渗透压力p。2当3个试件在相同的渗透压力户下渗水时，应计算3个试件的渗透系数平均值作为该组试件的渗透系数，结果精确至0.01x10-ncm/s.3当3个试件中有2个试件在相同的渗透压力p下渗水时，应以这2个试件渗透系数平均值作为该组试件渗透系数，结果精确至0.01×10-ncm/s，其中n为数量级。11.3.5本试验的记录格式应符合本标准附录A表A.10的规定。附录A表A.1三轴剪切强度试验记录表（一）任务单号试验者试件编号计算者试件说明校核者试件方法试验日期试件状态试件含水率项目起始值剪切后起始值剪切后直径D（cm）盒号高度（h0）盒质量（g）面积A（cm2）盒加湿土质量（g）体积V（cm3）湿土质量m（g）质量m（g）盒加干土质量（g）湿密度ρ（g/cm3）干土质量md（g）干密度ρd（g/cm3）水质量（g）周围压力σ3（kPa）含水率w（%）破坏应变εf（%）饱和度Sr破坏主应力差(σ1-σ3)f（kPa）试件破坏情况的描述呈鼓状破坏破坏主应力σ1f（kPa）备注

表A.2三轴剪切强度试验记录表（二）试件编号试验者试验方法计算者试验日期校核者仪器名称及编号周围压力σ3=kPa剪切应变速率=mm/min测力计率定系数C=N/0.01mm轴向变形读数Δ（0.01mm）轴向应变（%）试件校正后面积Aa=A测力计表读数R（0.01mm）主应力差σ1−σ大主应力差σ（kPa）σ（kPa）σ（kPa）σ（kPa）

表A.3无侧限抗压强度试验记录表任务单号试验者试件编号计算者试件编号校核者试件说明试验日期仪器名称及编号试验前试件高度h0=cm试件破坏情况试验前试件直径D0=cm试验前试件面积A0=cm2试件质量m0=g试件湿密度ρ=g/cm3轴向变形Δh=0.01mm测力计率定系数C=N/0.01mm试件无侧限抗压强度qu=kPa测力计量表读数R（0.01mm）轴向变形Δh(0.01mm)轴向应变ε1（%））校正后面积Aa(cm2)轴向应力σ（kPa）（1）（2）（3）表A.4抗剪强度试验记录表委托单位工程名称及部位样品名称试件尺寸（mm）样品数量检测（试验）日期检测（试验）依据收样日期养护条件检测（试验）编号检测（试验）设备名称检测（试验）前设备状况检测（试验）后设备状况环境条件温度℃湿度%样品编号成型日期龄期（d）剪切面积（mm2）法向总荷载（MPa）剪切荷载（MPa）法向应力（MPa）剪应力（MPa）粘聚力（MPa）摩擦因数极限抗剪强度（MPa）备注表A.5压缩系数试验记录（一）工程名称试验者试件编号计算者胶凝材料掺量校核者土样说明试验日期1含水率试验试件情况盒号盒+湿土质量/g盒+干土质量/g盒质量/g水质量/g干土质量/g含水率/%平均含水率/%（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（1）-（2）（2）-（3）（4）/(5)×100（试验前试验后2.密度试验试件情况环+土质量环刀质量湿土质量试件体积湿密度（1）（2）（3）（4）（5）试件前（1）-（2）（3）/(4)试验后3.孔隙比及饱和度计算试件情况试验前试验后含水率ω（%）湿密度（g/cm3）孔隙比e饱和度Sr（%）表A.6压缩系数试验记录（二）工程名称试验者试件编号计算者胶凝材料掺量校核者土样说明试验日期经过时间试件在不同上覆压力下变形0（）（kPa）（）（kPa）（）（kPa）（）（kPa）6″时间量表读数（0.01mm）时间量表读数（0.01mm）时间量表读数（0.01mm）时间量表读数（0.01mm）15″1′2′15″2′15″4′6′15″9′12′15″16′20′15″25′30′15″36′42′15″49′64′100′100′200′400′23h24h总变形量（mm）仪器变形率（mm）试件总变形量（mm）表A.7压缩系数试验记录（三）工程名称试验者试件编号计算者胶凝材料掺量校核者土样说明试验日期试件原始高度h0=20mm试验前孔隙比e0=Cv=Cv加压历时压力试件总变形量压缩后试样高度孔隙比压缩模量压缩系数（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）=h0-（3）=e02424表A.8轴心抗压试验记录表委托单位工程名称及部位样品名称试件尺寸（mm）样品数量检测（试验）日期检测（试验）依据收样日期养护条件检测（试验）编号检测（试验）设备名称检测（试验）前设备状况检测（试验）后设备状况环境条件温度℃湿度%样品编号成型日期龄期（d）承压面积（mm2）破坏荷载（kN）平均强度（MPa）设计强度等级备注123456表A.9静力受压弹性模量试验记录表委托单位工程名称及部位样品名称试件尺寸（mm）样品数量检测（试验）日期检测（试验）依据收样日期养护条件检测（试验）编号检测（试验）设备名称检测（试验）前设备状况检测（试验）后设备状况环境条件温度℃湿度%样品编号样品规格（mm）强度等级（MPa）承压面积（mm2）龄期（d）初始荷载F0应力为1/3轴心抗压强度荷载Fa测量标距(mm)F0变形值(mm)Fa变形值(mm)弹性模量值(MPa)备注表A.10渗透系数试验记录表任务单号试件说明试件面积（cm2）试验日期试件编号计算者校核者试验者仪器名称及编号试件高度（cm）开始时间t1终了时间t经过时间t（s）Qpi水温T℃时的渗透系数kT（cm/s）水温T（℃）校正系数η渗透系数k20（cm/s）平均渗透系数k（cm/s）标准用词说明标准用词严格程度必须很严格，非这样做不可严禁应严格，在正常情况下均应这样做不应、不得宜允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做不宜可有选择，在一定条件下可以这样做

团体标准胶结土力学性能试验规程T/CHINCOLDxxxx—20**条文说明1总则胶结土力学性能的试验方法，主要是根据《土工试验方法标准》GB/T50123—2019、《铁路工程土工试验规程》TB10102—2023和《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T50081—2019编写的。同时也参考了《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG3441—2024，美国材料实验协会的《StandardPracticeforMakingandCuringSoil-CementCompressionandFlexureTestSpecimensintheLaboratory》ASTMD1632、《StandardTestMethodsforCompressiveStrengthofMoldedSoil-CementCylinders》ASTMD1633、《StandardTestMethodforUnconfinedCompressiveStrengthofCohesiveSoil》ASTMD2166、《StandardTestMethodforUnconsolidated-UndrainedTriaxialCompressionTestonCohesiveSoils》ASTMD2850，美国公路运输管理员协会的《Methodoftestforwetting-and-dryingtestofcompactedsoil-cementmixtures》AASHTOT135，国际大坝委员会第195号技术公报《CementedmaterialDams:DesignandPractice-CementedSoilDams》等标准的有关内容。3基本规定3.0.1胶结土是采用水硬性无机胶凝材料（如水泥、石灰、粉煤灰等）与天然土料充分拌匀，将土颗粒粘结在一起进行配制的。对于筑坝用的土料，当土中具有一定比例的细粒含量，掺入粉状胶凝材料能够与土体颗粒紧密结合，颗粒之间相互填充有助于提高胶结土的干密度，发生水化反应后能够快速提高土体的力学性能。《土的工程分类标准》GB/T50145—2007粒径小于5mm为细砾、砂粒、粉粒和黏粒，满足胶结土原材料的配制要求。此外，美国ASTM和AASHTO标准研究对象均是土料过4.75mm筛的粉质粘土。3.0.33.0.5三轴剪切强度试验、抗剪强度试验适用于胶结土试验室试件及现场取样试件的抗剪强度测定。在一般情况下不需要考虑胶结土的固结与排水问题，或者在破坏时来不及排水，故本条规定在对胶结土的剪切试验中采用快剪试验。3.0.4无侧限抗压强度试验加荷方式参考《土工试验方法标准》GB/T50123—2019中的规定。4试件制备与养护4.2试件预备程序胶结土主要采用细粒土料和水泥、石灰、粉煤灰等胶凝材料进行配制，在进行力学性能试验前需按照试件预备程序准备各原材料进行扰动土制备。土料的预备程序主要参照《土工试验方法标准》GB/T50123—2019中相关规定执行。4.3拌和、成型和养护胶结土中胶凝材料总用量及各种胶材之间的比例大小对其力学性能影响较大，这对配制胶结土各原材料的充分、均匀拌和、压实成型和养护提出了较高的要求。胶结土的拌和、成型和养护参考了我国公路和铁路行业标准《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG3441—2024、《铁路工程土工试验规程》TB10102—2023中相关规定，根据土料和胶凝材料的特性制定了胶结土样制作和养护试验方法。5三轴剪切强度试验5.2操作步骤5.2.1试件尺寸主要参考ASTMD2850《StandardTestMethodforUnconsolidated-UndrainedTriaxialCompressionTestonCohesiveSoils》的相关规定。5.2.5试验步骤主要参考GB/T50123—2019《土工试验方法标准》中的不固结不排水压缩试验的规定。5.3计算、制图和记录采用细粒土修建的堤坝，对其进行边坡稳定分析是确定坝的剖面和评价坝体安全的主要依据，土体抗剪强度是合理确定稳定条件下坡比的重要指标。黑龙江省水利科学研究院针对胖头泡蓄滞洪区防洪工程堤防胶结土材料开展了试验，选择胶凝材料总用量10%，胶凝材料掺入比例为水泥：石灰：粉煤灰=2：1：1，含水率控制为95%ωop~105%ωop区间，压实度为98%，养护龄期选用3d、7d、14d、28d，采用三轴剪切试验方法（不固结不排水剪）研究胶结土抗剪强度特性。通过试验得到胶结土的应力-应变关系和抗剪强度包络线，进一步分析养护龄期对胶结土抗剪强度指标（粘聚力和内摩擦角）的影响规律。试验结果见图1~图3。试验结果表明：不同围压下胶结土的应力-应变曲线为应变软化型，偏应力随围压的增加而增大，最终破坏的峰值应力也随之增大，并且存在残余强度。随着龄期的增长，胶结土抗剪强度指标（粘聚力和内摩擦角）均随之增加，与龄期为3d的抗剪强度指标相比，龄期达到28d后，粘聚力从206.7kPa增加到251.2kPa，增加了22%，内摩擦角从15.84°增加到21.51°，增加了36%。与一般黏性土相比，胶结土的粘聚力和内摩擦角均明显增加，特别粘聚力的增幅较大。（a）养护龄期3d（b）养护龄期7d（c）养护龄期14d（d）养护龄期28d图1不同龄期胶结土的应力-应变曲线图2黏性土的应力-应变曲线图3胶结土与黏性土的抗剪强度指标随养护龄期变化6无侧限抗压强度试验6.2操作步骤6.2.1无侧限抗压强度试验是用圆柱试件，在无侧向应力下，测定其最大的轴向力即抗压强度qu。试件高度与直径的比值对无侧限抗压强度试验值有很大影响，试件尺寸主要参考《土工试验方法标准》GB/T50123—2019、《StandardTestMethodforUnconfinedCompressiveStrengthofCohesiveSoil》ASTMD2166的相关规定。6.2.4加载速率主要参考《StandardTestMethodforUnconfinedCompressiveStrengthofCohesiveSoil》ASTMD2166的相关规定。6.3计算、制图和记录黑龙江省水利科学研究院针对胖头泡蓄滞洪区防洪工程堤防胶结土材料开展了试验，试件成型参数如表1所示，含水率控制为最优含水率，设计压实度为98%，试验结果如图4所示。试验结果表明，胶结土表现出良好的早期强度，随着养护龄期的增加，强度逐渐提高。当胶凝材料总用量不小于8%时，胶结土28d无侧限抗压强度大于4MPa，这与硬填料、胶结砂砾石通常接受的最小性能相对应。表STYLEREF1\s1不同胶材体系试件成型参数表编号胶材类型胶材掺量最优含水率（%）最大干密度（g/cm3）制样干密度（g/cm3）1水泥+石灰+粉煤灰1%+1%+2%16.851.841.8021%+2%+1%16.801.821.7832%+1%+1%18.301.841.8041.5%+1.5%+3%15.151.821.7851.5%+3%+1.5%18.351.841.8063%+1.5%+1.5%16.051.861.8272%+2%+4%16.821.871.8382%+4%+2%17.751.841.8094%+2%+2%14.751.861.82102.5%+2.5%+5%19.401.811.77112.5%+5%+2.5%18.041.841.80125%+2.5%+2.5%18.651.821.78图4胶结土的无侧限抗压强度7抗剪强度试验7.2操作步骤7.2.6试验中加于试件上的各级垂直压力大小可根据工程设计要求和胶结土的强度确定，也可按100kPa、200kPa、300kPa、400kPa四级荷载施加，垂直压力的各级差值要大致相等。7.3计算、制图和记录中国水利水电科学研究院依托四川岷江龙溪口航电枢纽库区防护工程五一坝工程开展了试验，胶结土的抗剪试件尺寸为150mm立方体，从试验过程中可以发现，胶结土的延塑性强于混凝土和胶结砂砾石，因此试件的抗剪破坏时裂缝不是一道，而且不是沿着水平方向（水平剪切推力方向），试件破坏后起伏差大，这一特点不同于胶结砂砾石和混凝土。测试龄期为180d的胶结土，得出摩擦系数f′为0.79，内摩擦角38.30，粘聚力c′为0.69MPa。根据已有科研成果，对比不同性质胶结土抗剪强度结果见表2。龙溪口五一坝胶结土抗剪强度结果对比已有的其他胶结土抗剪强度成果，由于分散性土比粘性土与水泥等胶凝材料利于拌和均匀，因此相同水泥掺量下，无论抗压强度和粘聚力，前者强度都高于后者。五一坝粉土黏粒含量较低（10%左右），可参考砂土胶结土抗剪强度成果。表2不同性质胶结土抗剪强度胶结土种类水泥掺比（%）无测限抗压强度（MPa）抗剪强度粘聚力（MPa）内摩擦角（0）淤泥质粉质粘土胶结土100.4780.11326.7150.7420.15932.0201.0650.21235.1251.6180.27742.7砂土胶结土101.2400.24431.5152.3810.26751.7203.6500.42252.7255.2750.76553.08压缩系数试验8.2操作步骤8.2试验步骤主要参考GB/T50123—2019《土工试验方法标准》中固结试验的规定，施加的压力值可根据工程设计要求和胶结土的强度确定。9轴心抗压与静力受压弹性模量试验对于180d龄期强度低于4MPa的胶结土，由于胶材用量低、胶结作用弱，试验表明其弹性段不明显。同时，考虑到低强胶结土一般用于堤防等高度较低的水工建筑物，为便于计算等，根据试验数据，其弹性模量计算荷载Fa可取为0.8MPa时的荷载，F0可取为80%的极限破坏荷载。中国水利水电科学研究院依托四川岷