[发明专利]一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法

权利要求书

1.一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)用量计算：

计算试样所需干土、冰粉末和液态水对应的质量：根据实测试样比重和给定的含水率，在试样尺寸确定的条件下，计算出三层击实层对应试样所需的干土、冰粉末和0.0℃液态水对应的质量；

(2)原料准备：

干土、冰粉末和液态水原料准备：将每层试样所需干土称量出，并分别单独密封装盆置于冰柜中备用；用榨汁机将冰格中冻结24h以上的冰块破碎，然后使用方孔筛筛出所需粒径的冰粉末并密封装盆冷冻备用；将液态水降温至0.0℃备用；

(3)分层击实处理：

干土、冰粉末和液态水均匀混合并分层击实：依照步骤(1)计算结果，操作人员手持不锈钢盆伸入冰柜人工混合干土与冰粉末，混合均匀后将其降温至-10.0℃；随后倒入0.0℃液态水迅速搅拌均匀，此时用红外测温枪实时监控混合物表面温度，确保表面处于-2.0℃～-0.5℃；接着在不高于20.0℃的环境下迅速击实本层土样，将模具表面温度不高于-0.2℃的击实土样随模具置于冰柜中；重复步骤(2)和步骤(3)，直至单个试样按照规范分层击实完毕，并在三瓣模下部用环氧树脂板封闭、上部用透水板封闭，最后置入不高于-20℃冰柜快速冻结不低于10h；

(4)饱和及冻结试样：

在常温条件下，将步骤(3)内含试样的三瓣模置于饱和缸内抽真空5min，待其达到不大于-0.09Mpa后关闭阀门闭气，把整个饱和缸放置于冰柜中使试样保持不大于-20.0℃的低温真空状态3h；随后取出饱和缸，保持真空泵抽气状态的同时将0.0℃液态水缓缓注入缸内淹没试样，再次将饱和缸放入冰柜，并保持缸内水温在-0.5℃～-0.2℃，静置10h后取出试样放入不大于-20.0℃的冰柜中快速冻结24h；

(5)检验试样：

对步骤(4)同批次所得试样拆模后的尺寸及总质量进行测量，随机选取试样烘干测量其含水率，其余试样装入密封的标配防油胶套内，再放入后续试验所需温度的恒温箱中，完成试样的制备。

2.根据权利要求1所述的一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的干土在冰柜中冷冻至土温不大于-15.0℃。

3.根据权利要求1所述的一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的榨汁机的功率不小于200W。

4.根据权利要求1所述的一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的冰格中单格尺寸为2.0～2.2cm³。

5.根据权利要求1所述的一种常温条件下制备高含冰量冻土试样的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的冰块破碎后还将其置于不高于-20.0℃的冰柜中冻结20min；所述的方孔筛过筛时的环境温度也控制不大于-20.0℃。