无侧限抗压强度测试设备如何帮助表征化学改性砂的性能？

无侧限抗压强度 (UCS) 测试设备是验证化学改性砂结构功效的基本工具。通过施加轴向压力直至破坏，该设备测量样品在无侧向支撑的情况下所能承受的最大载荷。此过程直接量化了化学灌浆注入所带来的粘结强度和刚度方面的改进。

虽然 UCS 测试提供了独立的强度测量，但其更深层的价值在于建立静态基准。这些参数在工程师进行复杂的动态液化测试之前，验证了化学处理的初步成功。

UCS 在土壤表征中的作用

UCS 设备的主要功能是测量化学灌浆将砂粒有效地粘合在一起的程度。

通过对样品施加轴向载荷，测试揭示了改性土体所能承受的最大压力。该数值直接指示了灌浆的粘合能力。

除了原始强度外，UCS 测试还表征了改性砂的刚度。

设备在加载过程中记录应力-应变行为。这些数据有助于工程师了解与未经处理的状态相比，化学处理过的土壤变得有多坚固。

该设备的一个显著特点是能够以“无侧限”状态测试样品。

这意味着砂柱没有受到墙壁或侧向压力的支撑。这种隔离确保所测量的强度纯粹是化学改性提供的内部结构完整性的结果，而不是外部约束的结果。

化学改性砂通常用于减轻液化（地震期间强度损失），这是一个动态现象。

然而，动态测试复杂且资源密集。UCS 设备首先提供必要的静态力学参数。这些值确认土壤经过充分处理，足以进行进一步的动态分析。

UCS 数据充当更高级测试的“守门员”。

如果 UCS 设备测量的静态粘结强度和刚度不足，则必须调整化学改性过程。这可以防止将资源浪费在对已未能通过基本静态基准的样品进行复杂的动态液化测试上。

必须记住，UCS 测试是在理想化的无侧限状态下评估土壤的。

在实际岩土工程应用中，地下土壤始终受到周围土体的压力。因此，在存在侧向约束的情况下，UCS 结果可能会低估材料实际的原位强度。

UCS 测量的是静态强度（缓慢、恒定的加载），而不是动态强度（如地震的快速、循环加载）。

尽管较高的 UCS 值通常与更好的性能相关，但它们并不能完美预测土壤在地震事件的快速摇晃下的行为。仅依赖 UCS 数据而不进行后续动态测试，可能导致液化缓解性能模型不完整。

UCS 测试提供了在进入高级抗震设计阶段之前验证化学土壤改性所需的基本“第一道防线”数据。

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Yuxin Cong, Shinya Inazumi. Machine Learning Predictive Analysis of Liquefaction Resistance for Sandy Soils Enhanced by Chemical Injection. DOI: 10.3390/make6010020

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .