34    冻结温度试验

34.1  一 般 规 定

34.1.1      土样应为黏土或砂质土。

34.1.2       本试验方法采用无外加载荷法。

34.2  仪 器 设 备

34.2.1       仪器设备(图34.2.1)包括零温瓶、低温瓶、测温设备和 试样杯。仪器设备应符合下列规定：

图34.2.1 冻结温度测定装置

1  零温瓶：容积为3.57L, 内盛冰水混合物，其温度应为0±0.1℃;

2    低温瓶：容积为3.57L, 内盛低融冰晶混合物，其温度宜为 -7.6℃;

3    测温设备：由热电偶和数字电压表组成。热电偶宜用0.2mm 的铜和康铜线材制成；

4    数字电压表：量程为2mV, 分度值为lμV;

5    试样杯：用黄铜制成，直径3.5cm,  高5cm,  带有杯盖。

34.2.2    其他：用于配制低融冰晶混合物的氯化钠、氯化钙。直径 5cm、 长 2 5cm的硬质聚氯乙烯管;切土刀。

34.3  操 作 步 骤

34.3.1       原状冻土试验应按下列步骤进行：

1    土样应按自然沉积方向放置。剥去蜡封和胶带，开启土样 筒取出土样；

2    试样杯内壁涂一薄层凡士林，杯口向下放在土样上，将试 样杯垂直下压，并用切土刀沿杯外壁切削土样，边压边削至土样达 到试样杯高度，用钢丝锯整平杯口，擦净外壁，盖上杯盖，并取余土 测定含水率；

3    将热电偶的测温端插入试样中心，杯盖周侧用硝基漆密封；

4    零温瓶内装入用纯水制成的冰块，冰块直径应小于2cm, 再倒入纯水，使水面与冰块面相平，然后插入热电偶零温端；

5    低温瓶内装入用浓度2mol ·L^-1氯化钠等溶液制成的盐冰块，其直径应小于2cm, 再倒入相同浓度的氯化钠溶液，使之与冰块面相平；

6    将封好底且内装5cm  高干砂的塑料管插入低温瓶内，再 把试样杯放入塑料管内，然后塑料管口和低温瓶口分别用橡皮塞 和瓶盖密封；

7  将热电偶测定端与数字电压表相连，每分钟测量一次热电 势，当电势值突然减小并连续3次稳定在某一数值(相应的温度即 为冻结温度)时，试验结束。

34.3.2     扰动冻土试验应按下列步骤进行：

1    称取风干土样，平铺于搪瓷盘内，按所需的加水量将纯水 均匀喷洒在土样上，充分拌匀后装入盛土器内盖紧，润湿24h(砂 质土的润湿时间可酌减);

2    将配制好的土装入试样杯中，以装实装满为止，杯口加盖， 将热电偶测温端插入试样中心，杯盖周侧用硝基漆密封；

3   应按本标准第34 . 3 . 1条第4款～第7款的规定进行 试验。

34.4 计算、制图和记录

34.4.1      冻结温度应按下式计算：

T_f=U_f/K_f                         (34.4.1)

式中：T_f—— 冻结温度(℃);

U_f——热电势跳跃后的电压稳定值(μV);

K_f——热电偶的标定系数(μV/℃)。

34.4.2      以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度和时间过程曲线。

34.4.3      冻结温度试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.65 的规定。