T-HSIT 125.1-2024 土体三轴压力室性能测试方法

CCSD00 performancetestmethodofsoiltriaxialtestingcellI前言 II 12规范性引用文件 3术语和定义 4测试项目 25测试方法 26测试报告 4附录A（规范性）附件适用性的要求 附录B（资料性）数据表 6本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖南省检验检测学会提出并归口。本文件起草单位：湖南省计量检测研究院、重庆交通大学、湖南海威泰斯仪器设备有限公司、湖南群创智能科技有限公司、湖南建工交建宏特科技有限公司、长沙理工检测咨询有限责任公司、湖南省科创检验检测认证研究院、湖南省智能检验检测产业创新联盟有限公司。本文件主要起草人：王思思、李崛、姚永胜、柏文琦、陈祥光、曾麟、王晋威、向德、易大志、王理、王柠莎，蒋琼涛，左从瑞、郭忠义、康沛、彭曲波、龙文武、郭鑫、耿帆、聂日琼、谭朝霞。1土体三轴压力室性能测试方法本文件规定了土体三轴压力室性能测试的项目、方法和测试报告。本文件适用于土体三轴压力室性能测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.4—2011压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T6682分析试验室用水规格和试验方法GB/T50123土工试验方法标准TSG21—2016固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1三轴压力室triaxialtestingcell用于土体三轴测试仪，容纳三轴试样，配合压力系统在所有测试阶段随时施加周围压力和反压力的密闭容器。3.2周围压力ambientpressure施加在试样周围的液体或气体压力。3.3反压力backpressure施加在试样内部以提高试样饱和度的水压力。3.4试验压力testpressure进行耐压试验或气密性试验时，三轴压力室所承受的压力。23.5最高允许工作压力maximumallowableworkingpressure在指定的相应温度下，三轴压力室所允许承受的最大压力。4测试项目4.1耐压试验耐压试验包括液压试验和气压试验。根据TSG21—2016中3.3.2.6的规定，耐压试验一般采用液压试验，试验介质应为清洁水或者其他适合液体；对于不适合液压试验的压力容器，可采用气压试验。4.2气密性试验根据TSG21—2016中4.1.10的规定，制造单位应按照设计文件的规定在耐压试验合格后进行气密性试验。根据TSG21—2016中8.3.14的规定，如耐压试验为气压试验，则气密性试验可以和气压试验合并进行。5测试方法5.1试验环境和条件5.1.1试验室温度为（20±5）℃,试验时室温变化应不大于2℃/h。5.1.2试验用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或惰性气体。5.1.3试验用水应符合GB/T6682中二级水规格。5.2仪器5.2.1秒表：分辨力0.1s，最大允许误差±0.5s/d。5.2.2压力表：压力测量范围上限不超过最大允许工作压力3倍，准确度等级不低于0.5级。5.2.3温度计：最大允许误差±0.2℃。5.3试验前检查5.3.1查看试验的三轴压力室提供所用材料的质量检测报告。检查三轴压力室的主要承压元件材质（如圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）是否选择机械强度、耐腐蚀的材料，能保证其在高压环境下的安全性和稳定性。5.3.2三轴压力室的表面不应有影响仪器正常使用的锈蚀及破裂损伤，控制操纵灵活。各紧固件应无松动。如采用三轴压力测试仪进行试验，三轴压力室的压力和控制附件应符合附录A的规定。5.3.3三轴压力室的活塞如为间隙密封，在自身重力作用下能自由下落。5.4耐压试验5.4.1液压试验5.4.1.1将三轴压力室置于枕木或滚轮架上，加以固定。卧式三轴压力室可直接置于鞍座上。对于薄壁大直径三轴压力室应增加支承点，用弧形钢板或鞍座增大支承面积，防止三轴压力室局部受力过大，发生变形或失稳。5.4.1.2三轴压力室上的接管置于最高位置，作为排气口，必要时加设u形软管。35.4.1.3三轴压力室开始充液，将滞留在三轴压力室内的气体排净，压力容器外表面保持干燥。若不干燥，则停止试验，检查无渗漏后，重新开始试验。5.4.1.4当三轴压力室壁温与液体温度接近时，才准许缓慢升压至最高允许工作压力，确认无渗漏后继续升压到规定的试验压力，保压足够时间；然后降至最高允许工作压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持不变。耐压试验压力按照式（1）计算。P=η.Pw [σ][σ]t…………式中：Pr——试验温度下的耐压试验压力，单位为兆帕（MPaη——耐压试验压力系数，建议取1.5以上；Pw——经检验确认的最高允许工作压力，单位为兆帕（MPa[σ]——试验温度下材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；[σ]t—设计温度下材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）。当三轴压力室的各承压元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，计算耐压试验压力取各元件材料[σ]/[σ]t比值中最小者。5.4.1.5在进行压力加载时，应控制加载速率不超过0.1MPa/min，使压力逐步稳定上升，液压试验的保压时间、降压检查按GB/T150.4—2011中11.4.9的规定，保压时间为30min。对于夹套三轴压力室，先进行内筒液压试验，合格后再焊夹套，然后进行夹套内的液压试验。5.4.1.6液压试验完毕后，将液体排净并用压缩空气吹干内部。5.4.1.7试验后，下列情况全部满足，即认为合格：a）无渗漏；b）无可见异常变形；c）试验过程中无异常响声。5.4.2气压试验5.4.2.1三轴压力室的安装准备见5.4.1.1和5.4.1.2。压力表装在被试验三轴压力室顶部便于观察的位置。5.4.2.2气压试验时，缓慢升压至试验压力的10%，保持压力5min~10min，并对所有焊缝和连接、密封部位进行初次检查。观察试压过程中，如发现三轴压力室有异常现象，停止试压，检查原因，再继续试验。耐压试验压力按照式（1）计算。5.4.2.3连续升至试验压力的50%，如发现三轴压力室有异常现象，停止试压，检查原因，再继续试验。5.4.2.4继续按每级为试验压力的10%升压至试验压力，保压30min，然后降至最高允许工作压力，保压30min，同时进行检查，检查期间压力应保持不变。5.4.2.5下列情况全部满足，即认为合格：a）试验过程中无异常响声；b）无可见变形；c）经检漏无漏气。5.5气密性试验45.5.1当确定液压试验合格后，对于设计要求进行气压试验的三轴压力室，气密性试验可以与气压试验同时进行，试验压力应为气压试验的压力，按照式（1）计算。5.5.2将三轴压力室的压力和控制附件装配齐全，各连接部位的螺栓装配齐全，紧固妥当。三轴压力室的安装准备见5.4.1.1和5.4.1.2。5.5.3压力应缓慢上升，达到试验压力后，保压不少于30min，并对所有的焊接接头和连接部位涂肥皂液或其它检漏液进行渗漏观察，小型三轴压力室也可浸入水中进行检查。5.5.4在试验过程中，不采用连续加压的方法，维持压力不变，不应带压紧固螺栓。5.5.5经检查无泄漏、不减压，即为合格，如有泄漏，修补后重新进行试验。5.6数据记录记录的数据应包括时间、压力、温度、相对湿度、样品编号和其他相关参数。所有记录应在标准的数据表中填写，并由负责人员签名确认。数据表样式见附录B。6测试报告测试报告应包括但不限于以下内容：a）测试时间、测试地点、测试项目、测试依据、测试人员、审核人员、委托测试单位；b）测试参照的标准、试验介质；c）测试仪器；d）被测设备的生产厂商、型号、编号；e）测试条件；f）测试记录；g）测试结论。5（规范性）附件适用性的要求A.1压力控制和测量系统的性能要求A.1.1周围压力控制系统和孔隙压力测量系统连通后，加压，两系统的压力指示值的相对误差应不超过±1%。A.1.2反压力和周围压力控制系统各自加压至相同压力值后，使两系统相通，两系统的压力指示值的相对误差应不超过±1%。A.1.3孔隙水压力测量系统体积因素应小于1.5×10-5cm3/MPa，即在500kPa下零位指示器内两边水银面差值不应大于3mm。A.1.4当用压力传感器作为孔隙水压力测量系统的测量装置，最大允许误差为±0.5%FS。A.1.5当用玻璃量管作为体积变化测量装置时，其最大允许误差为±0.1mL；当用传感器作为体积变化测量装置时，其最大允许误差为±1.0%FS。A.1.6周围压力和反压力的最大允许误差为±1.0%FS。当用精密压力表时，准确度等级应不低于0.4级。周围压力控制系统和反压力控制系统在标称压力下，应保持稳定不泄漏。A.2性能参数计算方法压力控制和测量系统的性能参数计算方法参照GB/T50123。6