高速铁路的路基检测方法Evd与K30的对比
铁路路基工程检测论文
铁路路基工程检测论文
【摘要】主要研究铁路路基工程检测试验,对既有线路行车条件下的K30\Ev2检测、加固前加固后状态检测和Evd试验等铁路路基工程常见检验技术进行了详细分析,对铁路工程安全性评价和病害防治工作有着重要的作用。
【关键词】铁路;路基工程;检测
铁路里程较长,要穿过不同地质情况的地区,同时受到技术水平、经济条件以及施工机械设备等原因的影响,并且我国铁路基础设计标准要求并不十分高,使得铁路路基病害更加多发,治理工作比较困难。为了解决这个问题,有必要对铁路路基工程开展有效的状态检测实验研究,才能正确掌握铁路的工作状态,预见性的解决铁路路基病害问题。
一、K30\Ev2检测
既有线路行车条件下的标贯、静力触探以及K30\Ev2等试验比较困难。表层检测的危险性较大,行车威胁试验人员人身安全,底层以及路堤测试面是倾斜的,不便于仪器摆放。现场检测工作中,既有铁路使用车辆提供反力几乎是不可能的,如何在不会行车产生及较大影响的情况下进行K30\Ev2检测是研究人员比较关注的问题。
K30\Ev2检测的精度主要受反力装置的影响。既有线路肩业面狭小,并且路堤边坡倾斜,传统的反力装置并不适用。我们使用了一种新型的地锚加反力梁反力装置,主要有地锚、反力梁和销栓等
结构。埋设地锚时使用铁锹和捣实器等常规设备就可操作,埋设、安装和拆卸均比较方便。地锚杆上设置三排销栓孔用于调节梁底面和测试点间距,从而有效调节反力。
地锚使用直拉式地锚,有底板、加固板和锚杆三部分,反力梁选择工字梁,选用φ18钢筋做销栓。为了创造合适的检验时间,设计了实验台,通过可拼接支杆、角钢、模板和螺栓等结构组成一个简单、稳定可靠并且十分轻便的试验台,保证K30/Ev2仪器能够在三维空间内自由定位。
铁路路基检测技术
填料改良应通过试验提出最佳掺合料、最佳配合比及改良后的强 度等指标。
2.2改良土填料施工工艺分类
改良填料施工工艺可分为:场拌法,路拌法和集中路拌法。
2.K30平板载荷试验
地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的
大小。取第一次加载测得应力-位移(σ-s)曲线上s为1.25mm时所对 应的荷载σs,按K30= σs/1.25计算得出,单位是MPa/m。
2.1测试对象的颗粒级配
K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径1/4的各类土和土 石混合填料。
③当下沉量超过规定的基准值(1.25mm),或者荷载强度超过估 计的现场实际最大接触压力,或者达到地基的屈服点,试验即可 告终止。
4)试验点的下挖工作:当试验过程出现异常时(如荷载板严重倾 斜,荷载板过度下沉),应将试验点下挖相当于荷载板直径的深 度。如遇到石块,或不太密实或含水很多或含水很少的土时,均 应在试验记录中注明。
2.2有效测试深度
K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400-500mm。
由于K30平板荷载试验结果所反映的是压板下大约1.5倍压板直径深度 范围内地基土的性状,因此要想真实全面地反映更深土层的情况,尚
路基Evd动态平板载荷试验检测方法
路基E v d动态平板载荷试验检测方
法(总7页)
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路基动态平板载荷Evd试验检测方法
一公司中心试验室
提要
本文介绍了动态变形模量测试仪的工作原理,通过动态平板载荷试验对土体动力特性进行研究,来检测和判断路基的质量。
一、概述
路基的施工质量关系到整个工程的质量、进度和行车安全,科学、合理的监控测试方法则是保证路基施工的重要措施。在路基工程施工中,土体压实是一个最基本的问题,但仅仅用密实度指标来检测和判断路基的质量有其局限性。因为路基填土的施工方法不同,含水量的差异和击实标准的差别,相同密实度的土体其力学性能指标有较大的差异。因此,在检测密实度的基础上,将强度及变形指标作为反映路基承载力的压实标准,是国内外路基施工质量检测技术的发展方向。传统的强度及变形参数指标通过静态平板载荷试验测得,即检测地基系数K30,而路基实际承受的荷载不仅有静荷载,还有汽车运行时对路基产生的动荷载。特别是高速公路,动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显,也就是说,路基的稳定性和变形问题主要是由于动荷载引起的,所以,采用模拟汽车运行时产生的动应力及动应变指标作为路基的填筑质量检测标准将更科学合理、更符合实际情况。在铁路建筑行业,已经研制出了DBM型动态变形模量测试仪,它主要用于测试土体的承载力指标——动态
变形模量Evd和地基系数K30。动态变形模量检测方法也已纳入铁道部行业标准《铁路工程土工试验规程》。但在公路建设中,这项研究才刚开始。
K30,Evd平板载荷试验
K30平板载荷试验试验步骤
• • • • 1.场地平整。 2.安装平板载荷仪 3.加荷试验 4.当试验出现异常时,重新进行试验。
K30试验结果计算及制图
• 1.绘制荷载强度与下沉量的关系曲线。 • 2.计算地基系数: • K30=σs / SS • σs—σ-S曲线中SS=1.25×10-3m相对应的荷 载强度。 • SS —下沉量基准值(= 1.25×10-3m )
K30,Evd平板载荷试验
• • • • • • • • K30,Evd定义 适用范围 试验场地及环境条件要求 K30平板载荷试验 一般规定 试验仪器设备 试验操作步骤 试验结果计算
K30,Evd平板载荷试验
• • • • • • • 试验记录 随机误差校正 Evd动态平板载荷试验 试验仪器设备 试验操作步骤 试验结果计算 试验记录
K30试验记录与误差校正
K30平板载荷试验
• • • • • • 试验仪器设备: 1.荷载板 2.加载装置 3.反力装置 4.下沉量测量装置:由测桥和测表组成。 5.其他
试验仪器的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ验
• 1.测试地基系数时,应对仪器进行测试校 验。 • 2.新仪器进行试验的三个月内,应每月标 定一次,以作出相应误差修正。 • 3.仪器每次投入新工点或每年必须予以校 验一次。
K30,Evd平板载荷试验
• 一般规定 • 1.定义: • K30平板载荷试验是采用直径30cm的测定下沉 量为1.25mm地基系数的试验方法。 • Evd动态平板载荷试验是采用动态变形模量测试 仪来监控检测土体承栽力指标—动态变型模量 Evd的试验方法。 • 2.适用范围: K30 ,Evd试验适用于粒径不大于 荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料,测 试有效深度范围为400~500mm。 • 3.场地与环境要求:
Evd和K30的关系换算
一、
Evd动态变形模量测试仪的功能
1、采用Evd动态变形模量测试仪进行动态平板载荷试验,主要用于铁路、公路、机场、城市交通、港口及
工业与民用建筑的地基承载力检测。可用于监测土、非胶结路面基层及改良土的压实质量。它适用于最大
粒径小于63mm的土类以及土石混合料。
2、Evd在铁路中已应用于以下工程:既有线提速改建(胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线)新建高速铁路
(京沪高速昆山试验段)
新建客运专线(秦沈客运专线)
新建普速铁路(新长线、宁启线、渝怀线)
3、既有线提速改建中Evd可作为K30的快速方法,推算出K30值;
4、高速铁路中Evd直接作为基床表层和过渡段的压实指标,与 K30同时作为必检指标。
二、Evd动态变形模量测试仪的优点
1、模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试,能够反映土体的实际受力情况。其荷载板下的最大
动应力σ=0.1 Mpa,与高速铁路设计的土的动应力相符。
2、测试速度快,检测一点只需约2分钟。在检测数量不变的情况下,可以缩短检测时间,不影响施工进
度;在相同的检测时间内,可以增加检测数量,使测试数据更具有代表性;施工中可以随时跟踪检测,发
现问题及时处理,真正实现施工过程中的质量监控。
3、操作简便、自动化程度高、大幅度减轻劳动强度。避免人工读表、记录、绘图、计算产生的误判和误
差;全自动数据处理系统,数据液晶显示且现场打印输出波形及结果,确保测试结果的准确、客观。
4、体积小、重量轻、便于携带、安装及拆卸方便。仪器总重量不超过35kg,最大单件重不超过15kg,不
需要额外的加载设备;仪器测试地点转移迅速、方便。
采用砂岩填料填筑路基时Evd与K30平板载荷试验的相关性研究
序 号
Ev d( M Pa)
2 l 2 2
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关 键词 : 砂 岩填 料 、 E K 近 年来 , 高速 铁 路 的施 工遍 及 全 国 , 高 速 铁 路施 工 的 安全 、 质量 、 成 本 成 为 了人们 最 为关 注 的话题 。 路 基工 程作 为高 速铁 路施 工 中 的一个 重要 单位 工 程, “ 零沉降” 的要求 , 使 得路 基 1 程施 工 质量 的控 制成 为 了高铁 施 工 中 的一 个 重要 难 点 。成 渝高 铁 地处 西 南丘 陵 地 区 , 区问 路基 设计 较 多 , 路 基 填方 量 大, 因此 , 路 基填 料 的合 理选 择就 成 为了控 制 路基 工程 施工 质 量的 关键 。 根据 以往高 铁 的路 基 施工 经 验 , 采 用 石灰 岩 等 硬质 岩 石 作 为路 基 填料 , 碾 压 效果
序 号 1 2 3 4
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1 3 4
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1 5 0
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5 0 . 6
铁路路基压实指标K30、Ev2、Evd对比分析
关键词
地基 系数 ( 。 静 态变形模 量( ) 动 态变形模 量( ) ) E E
文献标识码 : A
中图分类 号 : U 3 T 41
我 国铁路路 基压实 质量检 测早期 采用单 一的物理 检测指标 控制 。随着 铁 路设 计 标 准 的提 高 , 路基 强 对 度 提 出了更高 的要求 , 仅靠 采 用 物理 检 测 指标 的压 实 度控 制参数控 制压 实质量 就有其 局限性 。我 国铁路 在 18 9 5年修建 大秦 铁 路 时 引 进 了 日本 的力 学 控 制 指 标 地基 系数 。 。随着 2 0多 年来在 我 国铁路 建设 中的应 用, 从仪 器设 备 、 验方 法 、 验 标 准 均 已相 当成 熟 。 试 试 目前 , 基 系 数 。 地 已纳 入 《 铁路 工 程 土工 试 验规 程》 ( B 0 0 - 2 0 ) 。随着我 国大 面积 高速铁 路 的建 T 1 12 04 』 设 , 国引入 了欧洲高 速 铁路 路 基检 测 指标 变 形模 量 我
摘 要
通过对铁路 路基 压 实检 测力 学指 标
E E 、 之 间检 测原理 的对 比分析 , 明 卟E 均 表
反 映 了土的 变形模 量 , 是路 基承 载力 大小的体现 , 基 刚度 大小参数 , 场 实测 时建议 以 。 是路 现 为主 ; Ed 测试 仪较静 态变形模 量 , 方面 比较起 来具有优 势 , 各 已成 为路基 检测技 术的发展 方 向。现 场 实测 时 ,
EVD测试材料弹性模量的问题及原因分析
EVD测试材料弹性模量的问题及原因分析
摘要:近年来,以手持式落锤弯沉仪为代表的动荷载测试方法开始广受关注。其中之一的动态弹性模量测试仪(Evd)更被纳入《铁路工程土工试验规程》(TB 10102-2004)。但是,该方法也存在着不少问题,影响着其测试精度。本文则从动荷载测试系统的特点入手,通过动态弹性模量测试仪(Evd),K30型平板载荷测定仪、岩土力学特性测试仪的测试结果分析,提出EVD测试材料弹性模量的固有问题,并分析其原因。
关键词:Evd;K30;动态弹性模量;动态弹性模量测试仪;岩土力学特性测试仪
0.引言
Evd(Dynamic modulus of deformation)由落锤冲击施加一定大小和作用时间荷载的平板试验测得的土体动态变形模量。当前常用的检测仪器动态弹性模量测试仪(Evd),主要用于铁路、公路、机场、城市交通、港口及工业与民用建筑的地基承载力检测。其特点是,模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试;实施施工过程中的质量监控;全自动数据处理系统,确保测试结果的准确、客观;适用范围广,该测试仪器除了可适用的土壤种类范围与K30相同外,还特别适应于施工场地狭窄的困难地段;特别适合于受动荷载作用的铁路、公路、机场及工业建筑的地基质量监控测试。
1.仪器简介
1.0.动态弹性模量测试仪(Evd)
动态弹性模量测试仪(Evd)是目前国际上普遍采用的路基路面结构强度无损检测仪器。目前在许多国家都得到了推广和应用。主要组成(如图-1)有加载装置,包括挂(脱)钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置;载荷板,包括圆形钢板、传感器等;测量装置,包括量力环及沉降计等。该方法利用落锤与载荷板碰撞时产生的冲击荷载以代替静力荷载装置,从而大大提高测试效率。
客运专线路基k30、ev2、evd检测技术
客运专线铁路路基K30、E v2、E vd检测技术
1、地基系数K30检测
1.1 名词解释
地基系数K30
地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。它是用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验,取第一次加载测得的应力—位移(σ—s)曲线上s为1.25mm所对应的荷载σs,按K30=σs/1.25计算得出,单位:MPa/m。
1.2国内外发展现状
二十世纪三十年代开始美国提出的压实度指标,即压实系数K、相对密度D r或孔隙率n 至今仍然作为世界各国路基设计及施工控制的土的压实质量标准。虽然压实度为参数的路基压实质量标准具有击实试验指导现场施工、现场检测简便等优点,但是,对于高速铁路或其他对强度指标要求严格的情况,仅靠压实度参数来反映填土的压实质量就有其局限性。
为了保证路基填土的强度指标,七、八十年代,许多国家开始用强度及变形指标作为路基填土质量控制参数,即所谓的“抗力检测法”。其中包括美国的CBR(加州承载比值)标准,德国、法国、奥地利和瑞士等国家的静态变形模量E v2标准,日本的地基系数K30标准等。可见,采用强度及变形参数作为控制指标是路基质量标准的一大进步。
我国铁路系统自1985年大秦线施工引入K30平板载荷试验以来,在铁路建设中已经逐步推广应用。从二十多年K30在我国铁路系统应用的情况来看,无论是仪器设备、试验方法,还是设计标准均已比较成熟。地基系数K30已成为新线铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一,并已正式列入《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414-98)和《铁路路基设计规范》(TB10001-99)。K30平板载荷试验作为一种强度及变形指标,能够直观地表征路基刚度和承载能力。我国参照日本JISA1215-1995年修订版《公路的平板载荷试验方法》和德国的DIN18134《平板载荷试验》-1993年修订版,并吸收近年来的科研成果和施工经验,同时针对实际应用中存在的问题,制订了“K30平板载荷试验”方法,该方法首次正式纳入2004年4月1日起开始实施的《铁路工程土工试验规程》(TB10102—2004)。
高速铁路路基试验检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
注:如有设计规定,按设计标准执行。高速铁路客运专线路基原材料检验频次
表1基床表层级配碎石粒径级配要求
注:括号内数字适用于寒冷地区铁路。表2 过渡段用级配碎石范围要求
化学改良土外掺料的检验数量及检验方法
化学改良土使用前应进行配合比和无侧限抗压强度验证试验
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高速铁路路基试验检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
高速铁路客运专线路基检测标准和检测频率
注:如有设计规定,按设计标准执行。
高速铁路客运专线路基原材料检验频次
化学改良土外掺料的检验数量及检验方法
化学改良土使用前应进行配合比和无侧限抗压强度验证试验
原地面处理:
一、地质核查
(1)原地面处理前,应对地基的地质资料进行核查,地基条件应符合设计文件。核查的地质条件与设计资料不符时,应及时反馈。
(2)检验数量:区间正线路基沿线路纵向连续长度每100米、站线路基折合正线双线每100米,施工单位抽检2点。
(3)检验方法:静力触探等。
(4)监理:全部见证试验。
二、换填基底
(1)换填基底开挖处理后的基底压实质量应符合设计要求。
(2)检验数量:区间正线路基沿线路纵向连续长度每100米、站线路基折合正线双线每100米,施工单位抽检3点,其中线路中间1点,两侧距换填边缘2米处各1点。
(3)检验方法:按《铁路工程土工试验规程》方法检验。
(4)监理:平行检验1点。
三、垫层
(1)采用砂垫层时,应碾压密实。采用碎石垫层时,路堤填高≤3米,顶面压实质量应满足K30≥150MPa/m;路堤填高>3米,顶面压实质量应满足K30≥130MPa/m;
(2)检验数量:区间正线路基沿线路纵向连续长度每100米、站场路基折合正线双线每100米,施工单位抽检3点,其中线路中间1点,两侧距路基边缘2米处各1点。
(3)检验方法:按《铁路工程土工试验规程》方法检验。
(4)监理:平行检验1点。
Evd和K30的关系换算
一、
Evd动态变形模量测试仪的功能
1、采用Evd动态变形模量测试仪进行动态平板载荷试验,主要用于铁路、公路、机场、城市交通、港口及
工业与民用建筑的地基承载力检测。可用于监测土、非胶结路面基层及改良土的压实质量。它适用于最大
粒径小于63m m的土类以及土石混合料。
2、Evd在铁路中已应用于以下工程:既有线提速改建(胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线)新建高速铁路
(京沪高速昆山试验段)
新建客运专线(秦沈客运专线)
新建普速铁路(新长线、宁启线、渝怀线)
3、既有线提速改建中Evd可作为K30的快速方法,推算出K30值;
4、高速铁路中Ev d直接作为基床表层和过渡段的压实指标,与 K30同时作为必检指标。
二、Evd动态变形模量测试仪的优点
1、模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试,能够反映土体的实际受力情况。其荷载板下的最大
动应力σ=0.1 Mpa,与高速铁路设计的土的动应力相符。
2、测试速度快,检测一点只需约2分钟。在检测数量不变的情况下,可以缩短检测时间,不影响施工进
度;在相同的检测时间内,可以增加检测数量,使测试数据更具有代表性;施工中可以随时跟踪检测,发
现问题及时处理,真正实现施工过程中的质量监控。
3、操作简便、自动化程度高、大幅度减轻劳动强度。避免人工读表、记录、绘图、计算产生的误判和误
差;全自动数据处理系统,数据液晶显示且现场打印输出波形及结果,确保测试结果的准确、客观。
变形模量Ev2和动态变形模量Evd试验-图文
变形模量Ev2和动态变形模量Evd试验-图文编写:张千里
2006年1月
目录
一、客运专线无碴轨道铁路设计指南(路基部分)二、变形模量Ev2
测试原理与操作要点三、变形模量Ev2测试仪A某01使用说明四、动态
变形模量Evd测试原理与操作要点五、动态变形模量Evd测试仪ZFG使用
说明
六、地基系数K30与变形模量Ev及动态变形模量Evd的测试与对比
一、客运专线无碴轨道铁路设计指南(路基部分)
2术语
由平板荷载试验第二次加载测得的土体变形模量。
动态变形模量Evd:由落锤冲击施加一定大小和作用时间荷载的平板
试验测得的土体变形模量。
工后沉降:在铺轨工程完成以后,基础设施产生的沉降量。差异沉降:在铺轨工程完成以后,路桥或路隧连接处的沉降差。
折角:在铺轨工程完成以后,路基与桥梁或隧道间由于过渡段沉降造
成的弯折角度。
4路基4.1一般规定
4.1.1路基工程应按土工结构物进行设计,其地基处理、路堤填筑、
边坡支挡
2
防护以及排水设施等必须具有足够的强度、稳定性和耐久性,确保列
车高速、安全和平稳运行。
4.1.2路基工程应避免高填、深挖、长路堑和高大挡土墙。路堤高度
原则上应大于基床厚度。一般路堤填土高度不宜超过8m。
4.1.4土质地基路基均应进行工后沉降分析。路基在无碴轨道铺设完
成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般
不应超过扣件允许的沉降调高量15mm;长度大于20m沉降比较均匀的路基,允许的最大工后沉降量为30mm,并且调整轨面高程后的竖曲线半径
应能满足下列要求:
Rh0.4Vj2
式中:Rh——轨面圆顺的竖曲线半径,m;Vj——设计最高速度,km/h。
浅谈Evd检测技术在路基施工中的应用
浅谈Evd检测技术在路基施工中的应用
摘要:本文是结合中铁二十三局白阿铁路工程白阿(不含)至镇西(含)
PQK355+000至K48+000的路基施工中,使用的Evd动态变形模量测试仪与K30平板荷载仪进行路基检测,其中包括:细粒土、粗粒土、碎石土等三种填料的试验数据,将其进行比对分析,从中取得相关系数。通过大量的试验检测数据和现场检测的经验,总结本试验室配备的这两种仪器的误差,指出Evd动态变形模量测试仪的优势所在。以便正确地检测出路基压实的质量,为路基施工提供有力的数据支持。
关键词:Evd动态变形模量测试仪;K30平板荷载仪;路基压实;相关系数引言
我国现属于铁路、公路、机场、城市交通、港口及工业与民用建筑等飞速发展时期。对于K30平板荷载仪(以下简称K30)在施工中检测不到的部位,如桥台、涵背及路基边缘等,Evd动态变形模量测试仪很容易的就可以检测,从而节约了检测的时间,提高了工作效率。就本项目部现场检测情况而言,在路基压实检验上,Evd比K30更加简便、更加高效。
1.Evd与K30检测方法及适用范围
K30试验检测是采用直径为30cm的荷载板,来测定下沉量为1.25mm时所对应的荷载强度,计算得出地基系数的试验方法。[1]
Evd试验检测是采用动态变形模量测试仪,监控检测出土体承载能力指标的试验方法。
Evd和K30两种检测方法适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料,测试所达到的有效深度范围为400—500mm。
2.现场不同填料检测结果的对比分析
2.1细粒土
2.1.1填料试验结果:
高速铁路的路基检测方法Evd与K30的对比
Evd与K30
1.K30:地基系数
(1)产生:捷克工程师文克勒在1867年在研究铁路路基上部结构时提出了对弹性地基的假设:地基上任何点的沉降取决于作用在同一点上所受到
(2
(3
p
Kn
位:
S
(4
30
时,用单位面积压力处以荷载板相应的下沉量,计算时选用的沉降量
1.25*10-3m(下沉量基准值),因此K30=荷载强度/(1.25*10-3)(K30已列入铁路路基规范要求)
(5)注意事项:①K30的检测与填料粒径有关(填料最大粒径小于荷载板1/10范围内时,地基反力系数的测试值才不受此数据的离散。因此K30的检测应在填土粒径小于3cm的填料进行);②为保证受力平衡,荷载板应放置在平整无坑洞的地面上,必要时可以铺一薄层砂,且必须远离震源。对于表面结硬壳、软化或已被扰动的土体,需要把表层铲去整平③与被测
大于6
2.Evd
(1
(2)定义:路基中某点的动应力与动应变之比,它描述了一定状态下该点抵抗动荷载产生动变形的能力。
(3)检测仪器:使用动态变形模量测试仪。(手持落锤弯沉仪)。
(4)原理:利用落锤从一定高度自由下落在弹簧阻尼装置上,再经Ф300mm承载板在填土面上产生符合列车高速运行时对路基面所产生的动
应力,使填土面产生沉陷。通过测试冲击荷载的大小,一定填土面范围的动变形来求算路基土层的Evd。
(5)反映:反映路基实际应力情况,可以更真实和更科学地进行填土的施工质量控制,是今后高速铁路路基质量检测的趋势。
(6)适用范围:1.粒径不大于荷载板1/4直径的各类土、土石混合填
10MPa
(7
Evd
r
击时间
Evd Ev2和K30相关关系的数值分析
摘 要:以平板载荷试验为基础,结合地基系数 K30、二次变形模量 Ev2 和动态变形模量 Evd 的实验方法,对三者的概 念和物理意义及运用平板载荷试验对其进行测试的原理进行了介绍。以 D-P 模型为基础,对不同参数土体的 K30,Ev2, Evd 进行了仿真分析,得出 7 组 K30,Ev2,Evd 的数值。最后用线性回归的方法得出了 K30 与 Ev2,K30 与 Evd 的线性关系 表达式及线性相关系数。结果表明,K30 与 Ev2,K30 与 Evd 都具有很高的线性相关程度,且数值模拟得出的线性拟合关 系与实际现场的试验结果比较接近。 关键词:地基系数;变形模量;动态变形模量;平板载荷试验;线性相关 中图分类号:TU433 作者简介:常 11115315@bjtu.edu.cn。 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2013)S2–0428–05 丹(1989– ),男,安徽颍上人,博士研究生,主要从事路基工程、冻土工程方面的研究工作。E-mail:
(School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing100044, China)
Abstract: Based on the plate loading tests, the concept and physical significance of the coefficient of soil reaction, modulus of deformation and dynamic modulus of deformation as well as the test principle are introduced combining with the test method. Taking D-P model as the example, seven groups of values of the coefficient of soil reaction, modulus of deformation and dynamic modulus of deformation are calculated. The linear representations and coefficients of linear correlation of modulus of deformation and coefficient of soil reaction, dynamic modulus of deformation and coefficient of soil reaction are acquired. The results indicate that they have a high level of linear correlation, and their expressions are closely to the actual situation. Key words: coefficient of soil reaction; modulus of deformation; dynamic modulus of deformation; plate loading test; linear correlation
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Evd与K30
1.K30:地基系数
(1)产生:捷克工程师文克勒在1867年在研究铁路路基上部结构时提出了对弹性地基的假设:地基上任何点的沉降取决于作用在同一点上所受到的压力,而与邻近的压力作用无关。
(2)定义:试验是通过静力加载检测路基土的强度和变形参数(土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小)地基系数K30值。(现场原位测试方法)
(3)公式:p=Kn * S
p——基底应力(单位:MPa)
Kn——地基系数,即引起单位沉降量所需作用于基底单位面积上的力(单位:MPa/m)
S——沉降量(单位:m)
(4)公式解析:根据文克勒的理论,地基表征系数是弹性层状地基的刚度和变形性质的一种参数。它的值不仅与土的性质有关,也与荷载面积大小,形状,加载方式有关。当确定后就可以测出各种地基在标准下沉量时的地基系数值。而K30就是采用直径为300m刚性荷载板(圆形)进行试验时,用单位面积压力处以荷载板相应的下沉量,计算时选用的沉降量1.25*10-3m(下沉量基准值),因此K30=荷载强度/(1.25*10-3)(K30已列入铁路路基规范要求)
(5)注意事项:①K30的检测与填料粒径有关(填料最大粒径小于荷载板1/10范围内时,地基反力系数的测试值才不受此数据的离散。因此K30的检测应在填土粒径小于3cm 的填料进行);②为保证受力平衡,荷载板应放置在平整无坑洞的地面上,必要时可以铺一薄层砂,且必须远离震源。对于表面结硬壳、软化或已被扰动的土体,需要把表层铲去整平③与被测土体的含水量有关。K30值的含水率要低于压实度的最佳含水率,且伴随着含水率的增加,K30急剧下降,但目前并没有量化。因此平板荷载试验应在路基压实后2-4h 内进行测试,否则必须进行偶然误差修正(消除土体含水量变化的影响)。④检测范围为4-5m的深度⑤在不确定的情况下,要对不同深度进行检测,地面以下最深至d(承载板直径)⑥雨天或风力大于6级的天气不得进行试验
K30平板荷载测试仪
2.Evd:动弹性模量
(1)产生缘由:铁路路基承受的是列车运行时产生的动荷载(指随时间而变化的荷载。这种变化不一定是周期变化,即便是无规则、无规律变化的荷载,只要随时间变化而变化都属于动荷载),特别是高速列车的出现,动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显。因此提出了新的路基质量控制指标—动弹性模量Evd标准。
(2)定义:路基中某点的动应力与动应变之比,它描述了一定状态下该点抵抗动荷载产生动变形的能力。
(3)检测仪器:使用动态变形模量测试仪。(手持落锤弯沉仪)。
(4)原理:利用落锤从一定高度自由下落在弹簧阻尼装置上,再经Ф300mm承载板在填土面上产生符合列车高速运行时对路基面所产生的动应力,使填土面产生沉陷。通过测试冲击荷载的大小,一定填土面范围的动变形来求算路基土层的Evd。
(5)反映:反映路基实际应力情况,可以更真实和更科学地进行填土的施工质量控制,是今后高速铁路路基质量检测的趋势。
(6)适用范围:1.粒径不大于荷载板1/4直径的各类土、土石混合填料、非胶结路面基层及改良土。2.Evd动态变形
模量测试仪的量程应符合下列要求:沉陷测试范围:(0.1~0.2mm+0.05mm);Evd测试范围:大于10MPa小于225MPa。3.广泛用于铁路,公路,机场以及工民建等,或者狭小的困难地段如桥涵过渡段及路肩的检测。
(7)计算:Evd=1.5*r*σ/s=22.5/s
Evd—动态变形模量,计算精确到0.1MPa
r—圆形刚性荷载板的半径,取150mm
σ—荷载板上的最大动应力,它是通过在刚性基础上,由最大冲击力且冲击时间ts时标定得到的,为0.1MPa s—实测荷载板下沉幅值(mm)
1.5—荷载板影响系数
Evd动态模量测试仪
3.K30与Evd之间的关系:
土的种类相关系数相关关系