《凍土工程測試及觀測技術(shù)指南》

ICS07.060

CCSA47

T/CI

中國國際科技促進(jìn)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX—2023

凍土工程測試及觀測技術(shù)指南

TechnicalGuidelinesforTestingandObservationofPermafrost

Engineering

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

中國國際科技促進(jìn)會發(fā)布

T/CIXXX—2023

凍土工程測試及觀測技術(shù)指南

1范圍

本文件規(guī)定了凍土工程測試及觀測的總體要求、儀器設(shè)備、室內(nèi)試驗(yàn)、原位測試、觀測與記錄和維

護(hù)。

本文件適用于凍土工程項(xiàng)目設(shè)計階段的測試及觀測與施工、運(yùn)營階段的監(jiān)測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范

GB/T50081混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T50123—2019土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

GB50324—2014凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范

DZ/T0064（所有部分）地下水質(zhì)分析方法

DZ/T0184（所有部分）同位素測定

MT/T593.2人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)第2部分：土壤凍脹試驗(yàn)方法

MT/T593.4人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)第4部分：人工凍土單軸抗壓強(qiáng)度方法

MT/T593.5人工凍土物理力學(xué)性能試驗(yàn)第5部分：人工凍土三軸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法

SY/T6490巖樣核磁共振參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測量規(guī)范

SY/T7410.1巖石三維孔隙結(jié)構(gòu)測定方法第1部分：CT掃描法

EN1484水分析-總有機(jī)碳(TOC)和溶解有機(jī)碳(DOC)的測定（Wateranalysis-Guidelinesfor

thedeterminationoftotalorganiccarbon(TOC)anddissolvedorganiccarbon(DOC)）

3術(shù)語和定義

GB50324—2014界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

4總體要求

凍土工程測試及觀測包括凍土室內(nèi)試驗(yàn)、原位測試、凍土觀測。

室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目可根據(jù)工程在不同勘察階段的實(shí)際需要選定。

原位測試試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)凍土特性和工程性質(zhì)選定，遇到下列情況之一時應(yīng)進(jìn)行原位測試：

——重要性等級為一、二級的建設(shè)工程；

——室內(nèi)試驗(yàn)條件與工程實(shí)際相差較大時；

——基礎(chǔ)的受力狀態(tài)比較復(fù)雜，計算不準(zhǔn)確又無成熟經(jīng)驗(yàn)時。

凍土觀測應(yīng)包括勘察階段的觀測和施工階段、運(yùn)營階段的監(jiān)測，凍土地區(qū)的重要工程以及對凍土

環(huán)境影響較大的建筑等宜從勘察工作開始設(shè)置觀測站（點(diǎn)）。

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地下冰觀測應(yīng)按附錄A的規(guī)定進(jìn)行。

5儀器設(shè)備

取樣

取樣工具按GB50021—2001中9.4.2的規(guī)定進(jìn)行選擇。

試樣制備

5.2.1制備試樣用主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

——篩：孔徑20mm、5mm、2mm、0.5mm；

——洗篩：孔徑0.075mm；

——臺秤：稱量10kg～40kg，分度值5g；

——天平：稱量1000g，分度值0.1g；稱量200g，分度值0.01g；

——碎土器：磨土機(jī)；

——擊實(shí)器：包括活塞、導(dǎo)筒和環(huán)刀；

——抽氣機(jī)：附真空表；

——飽和器：附金屬或玻璃的真空缸。

5.2.2制備試樣用其他設(shè)備包括：烘箱、干燥器、保濕器、研缽、木錘、木碾、橡皮板、玻璃瓶、玻

璃缸、修土刀、鋼絲鋸、凡士林、土樣標(biāo)簽及盛土器。

測試

室內(nèi)試驗(yàn)與原位測試的儀器設(shè)備應(yīng)符合對應(yīng)測試方法中的相關(guān)規(guī)定。

觀測

5.4.1凍土地溫觀測應(yīng)采用穩(wěn)定性好、耐低溫的熱敏電阻傳感器，其主要參數(shù)應(yīng)符合下列要求：

——測量范圍-50℃～50℃，測量精度0.1℃；

——抗壓強(qiáng)度大于等于1.0MPa；

——具有良好的防水性，在恒定溫度條件下，浸水120h后電阻率變化率＜1％。

5.4.2凍土地溫觀測應(yīng)配置電阻數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集能力應(yīng)滿足工程需要。

6室內(nèi)試驗(yàn)

取樣、運(yùn)送

6.1.1凍土試樣按GB50324—2014中6.5.1的規(guī)定分為I級、II級、III級試樣。

6.1.2取樣方法應(yīng)符合下列規(guī)定：

——測定凍土基本物理指標(biāo)的試樣，應(yīng)由地表以下0.5m開始逐層采取，取樣間距應(yīng)根據(jù)工程規(guī)

模、工程特點(diǎn)及凍土工程地質(zhì)性質(zhì)確定，一般取樣間距不宜大于1.0m；

——測定凍土力學(xué)及熱學(xué)指標(biāo)時，凍土取樣應(yīng)按工程需要采??；

——不應(yīng)從爆破的碎土塊中取樣，應(yīng)從原狀巖芯、探坑或探槽壁上采取。測定凍土天然含水率的

取樣，宜采用刻槽法；

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——地下冰采樣：鉆孔內(nèi)的地下冰全部采集（見冰即采），記錄相應(yīng)深度和GPS點(diǎn)，拍照并描述

其特征及形狀，估計含冰量。所有地下冰均使用一次性PE手套采集，刮去外層污染，低溫

密閉保存。

6.1.3運(yùn)送土樣應(yīng)符合下列規(guī)定：

——I級試樣，應(yīng)就近進(jìn)行試驗(yàn)?，F(xiàn)場試驗(yàn)無條件時，應(yīng)采取封閉措施并及時送至試驗(yàn)室，土樣

搬運(yùn)中應(yīng)保持凍結(jié)狀態(tài)條件，不應(yīng)融化和擾動；

——II級試樣，應(yīng)在取樣后立即進(jìn)行妥善密封、編號和稱重，并應(yīng)在運(yùn)輸過程中避免振動。對于

融化后易振動液化和水分離析的土樣，宜在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)；

——III級土樣運(yùn)送應(yīng)符合GB50021—2001中9.4.6的規(guī)定。

試驗(yàn)項(xiàng)目

室內(nèi)試驗(yàn)的項(xiàng)目按表1選定。

表1室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目

可研勘察階段初步勘察階段詳細(xì)勘察階段

測試項(xiàng)目測試方法

粗粒土細(xì)粒土粗粒土細(xì)粒土粗粒土細(xì)粒土

顆粒分析++++++GB/T50123—2019的第8章

總含水率++++++GB/T50123—2019的第5章

液、塑限-+-+-+GB/T50123—2019的第9章

比重++++++GB/T50123—2019的第7章

物理性質(zhì)天然密度++++++GB/T50123—2019的第33章

試驗(yàn)未凍含水率--○○++GB/T50123—2019的第36章

鹽漬度-+-+++GB/T50123—2019的第53章

有機(jī)質(zhì)含量++++++GB/T50123—2019的第56章

核磁和CT測試

++++++SY/T6490、SY/T7410.1

冷生構(gòu)造

土的骨架比熱○○○○++GB/T50081的第17章

導(dǎo)熱系數(shù)○○○○++GB/T50123—2019的第35章

熱學(xué)性質(zhì)

起始凍結(jié)溫度++++++GB/T50123—2019的第34章

試驗(yàn)

凍脹率--++++MT/T593.2

滲透系數(shù)--++++GB/T50123—2019的第16章

凍土中的冰和

水化學(xué)性--+-+-DZ/T0064（所有部分）

地下水化學(xué)成分

質(zhì)試驗(yàn)

同位素和DOC測定--+-+-DZ/T0184（所有部分）、EN1484

切向凍脹力--+-+，○+，○MT/T593.2

水平凍脹力○○○○+，○+，○MT/T593.2

抗壓強(qiáng)度○○○○+，○+，○MT/T593.4

力學(xué)性質(zhì)

抗剪強(qiáng)度○○○○+，○+，○MT/T593.5

試驗(yàn)

融化下沉系數(shù)○○○○+，○+，○GB50324—2014的附錄F

融化后體積

○○○○+，○+，○GB50324—2014的附錄F

壓縮系數(shù)

注：“+”表示測定，“-”表示不測定，“○”表示測試?yán)щy時按GB50324—2014的附錄C查表確定。

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7原位測試

原位測試宜包括表2的內(nèi)容。

表2原位測試項(xiàng)目

測試項(xiàng)目測試方法

地溫、季節(jié)融化深度GB50324—2014的附錄J

多年凍土上限深度GB50324—2014的附錄K

地基靜載荷GB50324—2014的附錄H

融化壓縮試驗(yàn)GB/T50123—2019的第39章

凍脹率試驗(yàn)GB/T50123—2019的第40章

密度試驗(yàn)GB/T50123—2019的第41章

試坑滲透試驗(yàn)GB/T50123—2019的第42章

直剪試驗(yàn)GB/T50123—2019的第43章

靜力觸探試驗(yàn)GB/T50123—2019的第46章

動力觸探試驗(yàn)GB/T50123—2019的第47章

旁壓試驗(yàn)GB/T50123—2019的第48章

載荷試驗(yàn)GB/T50123—2019的第49章

波速試驗(yàn)GB/T50123—2019的第50章

進(jìn)行原位測試時應(yīng)與工程實(shí)際保持一致。在多年凍土地基中試驗(yàn)應(yīng)隨時監(jiān)測地基溫度場，在季節(jié)

凍地基中應(yīng)與水分場一致。

8觀測與記錄

地溫觀測

8.1.1地溫觀測內(nèi)容宜包括：地溫、季節(jié)融化深度、多年凍土上限深度、凍土上限、季節(jié)凍結(jié)深度、

地下水位、融化下沉量及凍脹量、凍土現(xiàn)象的變化特征等。

8.1.2地溫觀測按GB50324—2014的附錄J、K、L進(jìn)行。

工程監(jiān)測

工程監(jiān)測宜包括下列內(nèi)容：

——工程建設(shè)和運(yùn)營期間，建筑變形監(jiān)測；

——建筑物地基周圍及其整個建筑場區(qū)地溫場的變化特點(diǎn)與穩(wěn)定狀態(tài)；

——已建建筑物下的凍土地基及建筑場區(qū)內(nèi)在人為活動影響下凍土環(huán)境變化情況；

——所采用各種防止凍脹、消除融沉措施的適用性及效果。

9維護(hù)

鉆孔完成后，應(yīng)及時設(shè)置保護(hù)箱，安裝供電裝置并定期維護(hù)。數(shù)據(jù)采集儀宜加裝耐久性較好的保

護(hù)箱，必要時可安裝柵欄。對于地勢較高、空曠易遭受雷擊的區(qū)域，宜設(shè)置防雷設(shè)施。

傳感器電纜宜采用鋼管或PVC管等進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)管長度應(yīng)根據(jù)電纜長度調(diào)整，且露出地表長度

≥200mm；在保護(hù)管外部可設(shè)置滑套防止凍脹拔起。

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