高速铁路的路基检测方法Evd与K30的对比
K30EvEvd
各自的测试原理 • 动态变形模量Evd 操作时，除了平整场地和垫铺干砂外，要预先施加三次 冲击荷载，然后作三次落锤冲击试验，求平均值。尽管预先 施加三次冲击荷载，但由于反弹很难保证载荷板同地面的结 合象静载那样良好，测试的沉降在很大程度上是界面的影响， 测试值其实也不是真正意义上的动态变形模量，出现了动态 的变形模量远小于静态变形模量的结果，德国的试验显示 Ev2/Evd的比率为1.0～4，其意义实际上是一个用于质量控制 和检验的与试验方法有极大关系的参数。
各自的测试原理
• 动态变形模量Evd
各自的测试原理
• 动态变形模量Evd
各自的测试原理 • 动态变形模量Evd 试验记录落锤冲击时板的沉降。在假定冲击力恒定和泊 松比μ为0.21的情况下，由弹性半空间体上圆形局部荷载的公 式计算模量：
EVd 0.79(1 2 )r / s 1.5r / s 22.5 / s
各自的测试原理
• 变形模量Ev1和Ev2
各自的测试原理 • 变形模量Ev1和Ev2 变形模量计算的理论基础是弹性半空间体上圆形局部荷 载的公式： E0 0.79(1 2 )r / s 取μ为0.21，并采用增量形式：
EV 1.5r / s
计算0.3到0.7的割线。为了有效地利用测试记录的数据，减小 误差也采用对试验数据作二次回归： s a0 a1 a2 2 利用下式计算：
各自的测试原理
• 地基系数K30
各自的测试原理
• 地基系数K30
各自的测试原理 • 地基系数K30 试验的基本步骤为： 1.平整场地，除去松土； 2.安置平板载荷仪； 3.加载。 加载为分级加载。按《铁路工程土工试验规程》 TB10102—2004，加载为先预加0.01MPa荷载30s，待稳定后 卸除荷载，然后以0.04MPa的增量，逐级加载。每增加一级 荷载，当1min的沉降量不大于该级荷载沉降量的1%时，增加 下一级荷载。当总沉降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，试验即可终止。而以前，在K30试验中，加载一般 采用0.035MPa为一级，且预压荷载也为0.035MPa。
Evd动态平板载荷试验剖析
形模量Evd与地基系数K30值的相关性对比试验。 根据对比试验实测数据分析，动态变形模量Evd 值与K30值之间有较好的相关关系。路基土体越
均质，相关性就越强，反之就弱。
细粒土：K30=3.45Evd＋0.1
粗粒土：K30=3.33Evd＋6.1
碎石土：K30=3.10Evd＋14.3
级配碎石：K30=3.49Evd＋14.4
单位： K30——MPa/m
Evd ——MPa
七、国内动态变形模量测试仪发展情况 1999年铁道部结合秦沈客运专线建设，将“秦沈
客运专线路基关键技术研究—施工质量监控测试 仪器的研制（动态变形模量测试仪的研制）”列 为铁道部科技研究开发计划项目，该课题由铁道 建筑研究设计院承担（铁道第五勘察设计院）其 主要目标是：研制出设备轻便、检测速度快、测 试精度高及性能可靠的用于路基施工质量监控的 检测设备。
与动力触探法检测路基的承载力相比，它们的相似之 处是：它们都是采用一定质量的落锤，以一定高度自 由下落冲击路基面；但两者的检测原理和检测方法完 全不同。动力触探设备简单，操作方便，检测速度快， 但影响测试结果的因素较多，如：探杆侧壁摩擦阻力 的影响、地下水的影响、探杆的连结刚度等，是一种 较为粗略的定性方法。
所以可以说，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、合理的试验 检测方法则是保证路基施工质量的重要措施。
在路基工程施工中，土体压实是一个最基本的 问题，但仅仅用压实度指标来检测和判断压实 质量有其局限性。相同压实度的土体其力学性 能可能会有较大的差异。
因此，在检测压实度的基础上，还应将强度及 变形指标作为反映路基承载力的标准，即抗力 检测法是国内外路基施工质量检测技术的发展 方向。
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。
5、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，如路基与桥涵过渡段的检测。
6、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。
7、环保型产品。
无核辐射以及废气等污染，利于环境保护和试验人员的身体健康。
三、 Evd动态变形模量测试仪的应用和发展状况目前，国际上广泛采用的是德国产HMP LFG型动态变形模量测试仪（亦称：轻型落锤仪），该仪器从开发应用至今己有20多年的历史，仪器的性能、质量、功能以及软件已相当完善，居国际领先地位，它已用于我国京沪高速铁路试验段项目中。
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
Ｅ （ Ｍ Ｐａ）
１ ｌ １ ２
ｌ ３
１ ４
１ ４ ７
１ ５
ｌ １ ８
１ ６
１ ４ ３
１ ７
３８ ９ ｌ ０ ２
１ ８
５ ３ ４ １ ７ ３
２ 动态 变形模 量 Ｅ 与 地基 系数 Ｋ ∞ 平 板荷 载试 验数 据 统 计及 分析
２１试 验 数 据 的 统 计
动态 变形 模 量Ｅ 与地 基 系数 Ｋ 试验 同属 于 检测 路 基 的强 度与 变 形 关 系
的平 板荷 载 试验 ， 只是 由于试 验 程 序和 数 据处 理 方 法 不 同 ， 表 述 的土 体 特征 参数 不 同而 已。 本文 通 过对 路基 施 工现 场 的 同一 检测 点 附近 分别 进 行Ｅ 和Ｋ 平 板 载荷 试验 ， 对得 到 的 两组具 有 代表 性 的试 验 数 据进 行 线性 同归 ， 从 而就 得 到 和
囵日圆圈
施工技术与应用
采用砂岩填料填筑路基 时Ｅ 与Ｋ ∞ 平板载荷试验 的相关性研 究
摘要： 通过 对 采用 砂岩 填 料填 筑 的路 基 进行 与 Ｋ 平 板 载荷 试 验 ， 对 得 到 的两 组试 验数 据进 行 分析 对 比、 回９ ３ － ， 从 而得 出结论 及 相 关建 议 。
３ ８ ． ９ ５１ ８ ３ ９ ２
Ｋ３ ０（ Ｉ ＭＰ ａ ／ ｍ） ｌ ５ ４ ９ ７
１ ４ ９
ｌ ５ ２
ｌ ７ ６
ｌ ０ ７
动 态变 形 模 量Ｅ 提 指 土体 在 一定 大 小 的竖 向冲 击力 和 冲 击 时间 作 用 下 抵 抗 变形 能力 的参数 ， 单 位ＭＰ ａ 。动 态 变形 模量 试 验适 用 于粒 径 不大 于 承 载 板 直径 １ ／ ４ 的各 类土 和 土石混 合 料 ， 测试 有效 深 度约 为 承载 板 直径 的 １ ． ５ 倍； 试 验 场 地及 环 境条 件应 符 合下 列 规 定 ： ① 测 试 面宜 水 平 ， 其倾 斜 度 不大 于 ５ 。， ② 测试 面应 平 整无 坑洞 ， ③试 验 时测试 面 应远 离震 源 。 动态 变 形模 量 Ｅ 棚０ 试仪 承 载 板 的直 径 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ， 落锤 重 １ ０ ｋ ｇ ， 最 大 冲 击 力７ ． ０ ７ Ｋ Ｎ， 冲击 持续 时 间 １ ８ ｍ ｓ 。现场 试验 时 ， 应 先进 行三 次 预冲击 ， 然后 再 进 行 三 次冲击 试 验 ， 取 三次 试验 的平 均值 作 为试 验结 果 。试 验结 果按 下 式计 算 ：
铁路路基压实指标K30、Ev2、Evd对比分析
过几 年的研究 与大量工程 实践 ， 目前动态变形模 量
技术 已纳 入 《 路 工 程 土 工 试 验 规 程 》（ Ｂ００— 铁 Ｔ １１２
２０ ［ ０ ４）
本 文通 过对 路 基 压 实 检 测 力学 指 标
Ｅ Ｅ 、
之间检测原 理的对 比分 析 ， 探讨 了 三种 压实 指标 之 间
的联系与 区别 ， 出了现场压实 检测时 的合 理建议 。 提
１ 各 检 测
地 基系数 Ｋ。ｌ 表 示 土体 表 面 在平 面压 力 作 用 Ｉ ＿３ 下可压缩 性大小 ， 一个地基 刚度 系数 的概念 。 。 是 平 板 载荷试验见 图 １ 它是将 直径为 ３ ０ｍｍ的 刚性圆盘 ， ０ 置 于测试路 基 土层 表 面 ， 其分 级 施 加 垂直 荷 载 Ｐ ， 对
Ｅ 。经过 大 量 的 高 速 铁 路 建 设 实 践 ， 佗 目前 变 形 模 量 Ｅ 已纳入 了铁道 部 最新 颁 布 的《 高速 铁路 设 计 规范 》
（ Ｂ ０ ２ － ２ ０ ） 。众 所 周 知 ， 路 路 基 承 受 的是 Ｔ １０ ０ ０ ９ 铁 列车运行 时产 生 的动荷 载 ， 特别 是高 速铁路 ， 动荷载对 路 基产 生的 冲击力更 大 ， 而无论 是地基 系数 。 还是二 次变 形模量 Ｅ 都不 能完 全真 实 反 映列 车 动荷 载对 路
Ｃｏ ｐ ｒ ｔｖ ａ ｙ ｉ ｎ Ｃｏ ｐ ｃ ｉ ｎ Ｉ ｄ ｘ ａ ０、 ２ ｍ ａ ａ ｉ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｍ ａ ｔｏ ｎ ｅ ｓ Ｅｖ ａ ｄ Ｅ、 ｏ ｉ ｙ Ｓ ｂ ｒ ｄ ｎ ， ｆ ｒ Ｒａ ｌ ｄ ｗａ ｕ ｇ ａ ｅ
Ｄａ Ｌ ｉＧｕ ｑ ａ ｉＹｕ ａ ｏ ｕ ｎ
变形 模量 测试 仪器及 测试标 准 。我 国在 １９ ９ ９年 修 建秦 沈客运专 线时 ， 引进 了动态变形 模量 Ｅ 技术 。经
(完整word版)K30EVD
21 K30、E vd平板载荷试验21．1 一般规定21．1．1 K30平板载荷试验是采用直径为30 cm的荷载板测定下沉量为1.25 mm地基系数的试验方法。
计量单位为MPa／m。
21．1．2 E vd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载力指标——动态变形模量E vd的试验方法。
它通过落锤试验和沉陷测定来直接测出反映土体动态特性的指标E vd，计量单位为MPa。
21．1．3 K30平板载荷试验和E vd动态平板载荷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400～500 mm。
21．1．4试验场地及环境条件应符合下列要求：1 K30平板载荷试验：1)对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化、或因其他原因表层扰动的土，平板荷载试验应置于扰动带以下进行o2)对于粗、细粒均质土，宜在压实后2～4 h内开始进行。
3)测试面必须是平整无坑洞的地面。
对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，应铺设一层约2一--3 mm的干燥中砂或石膏腻子。
此外，测试面必须远离震源，以保持测试精度。
4)雨天或风力大于6级的天气，不得进行试验。
2．E vd动态平板载荷试验：1)测试面宜水平，其倾斜度不大于5°。
2)测试面必须平整无坑洞。
对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，可用少量细中砂来补平。
3)试验时测试点必须远离震源。
．21．2 K30平板载荷试验21．2．1本试验应采用下列仪器设备：1荷载板：荷载板为圆形钢板，其直径为30 cm，板厚为25 mm。
荷载板上应带有水准泡。
2 加载装置：1)液压千斤顶与手动油泵，通过高压油软管连接。
千斤顶顶端应设置球铰，并配有可调节丝杆和加长杆件，以便与各种不同高度的反力装置相适应。
选用荷载应大于或等于50 kN。
2)液压油软管长度至少为2 m，两端应装有自动开闭阀门的快速接头，以防止液压油漏出。
3)手动液压泵上应装有一个可调节减压阀，可准确地分级对荷载板实施加、卸载。
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。
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。
5、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，如路基与桥涵过渡段的检测。
浅谈高速铁路路基动态检测方法Evd
浅谈高速铁路路基动态检测方法Evd摘要：由于铁路的高速运输能力为我国的经济发展起到非常重要的促进作用，所以高速铁路逐渐成为了铁路建设的新贵。
随着我国高速铁路、新线客专等高等级铁路建设的快速发展，方便了百姓的出行，同时对路基的质量标准提出了更高的要求。
客运专线铁路路基压实质量是保持线路稳定与平顺、保证列车高速和安全运行的重要条件。
所以科学、合理的监控测试方法是保证路基施工质量的重要措施。
因此本文主要介绍客运专线路基检测方法Evd的检测方法、测试原理、测试仪器。
Evd检测方法与以往路基的检测方法有所不同,是一种模拟铁路列车运行过程中对路基结构动态压力作用下，路基动态变形模量的检测方法，是目前国内的铁路客运专线新标准提出的必须要采用的检测方法。
关键词：高速铁路；路基；动态平板荷载EvdAbstractThe high speed railway transport capacity has played a very important role in promoting Chinese economic development, so the high speed railway gradually becomes the new railway construction.With the rapid development of Chinese high speed railway and passenger dedicated railway constructing of high grade that they have a rapid development and making life convenient,while it puts forward higher requirements for the quality standard of subgrade. The roadbed compaction quality of passenger dedicated railway line is to maintain the stability and smoothness and to guarantee the safe operation of high-speed trains and an important condition to ensure safe operation.So scientific and reasonable monitoring test method is the important measure to ensure the quality of subgrade construction.So this article mainly introduces the passenger railway roadbed Evd testing methods, testing principle, testing equipment.Evd testing methods different with previous subgrade detection methods is a kind of simulation in the process of railway train operation for subgrade structure under the action of dynamic pressure and dynamic deformation modulus of subgrade detection method,.It is the detection method what must be employed proposed by the new standard of domestic railway passenger dedicated line. Keywords:high speed railway;subgrade;dynamic plate load Evd.引言路基的施工质量关系到整个工程的质量、进度和列车运行安全，而控制和检测压实质量的标准、方法和设备，则是保证压实质量的重要措施。
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：2.1.2 Evd检测结果：2.1.3 K30检测结果：2.2粗粒土2.2.1填料试验结果：2.2.2 Evd检测结果：2.2.3 K30检测结果：2.3碎石土2.3.1填料试验结果：2.3.2 Evd检测结果：2.3.3 K30检测结果：3.取得的相关系数3.1填料为细粒土的Evd与K30对比试验3.2填料为粗粒土的Evd与K30对比试验3.3填料为碎石土的Evd与K30对比试验4.Evd检测的优点4.1检测过程的速度较快，检测一个点所用的时间只需2分钟，这样将K30检测的时间大大的缩短，且在检测现场立即就能给出测试结果。
高速铁路的路基检测方法Evd与K30的对比
Evd与K301.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（3pKn位：S（430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62.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（7Evdr击时间s1.53.K30。
客运专线铁路路基K30、Ev2、Evd检测技术
02
客运专线铁路路基概述
Chapter
客运专线铁路定义及特点
客运专线铁路定义
客运专线铁路是指专为旅客列车行驶而设计建设的铁路线路，具有高速、安全 、舒适等特点。
客运专线铁路特点
客运专线铁路相比于普通铁路，具有更高的设计标准、更严格的施工要求和更 先进的运营管理。其线路通常采用无砟轨道、高架桥梁和隧道等工程结构，以 确保线路的平顺性和稳定性。
的K30值。
K30检测仪器与设备
刚性承载板
用于施加荷载并传递至路基，一 般采用直径为30cm的圆形钢板 。
沉降观测装置
用于观测各级荷载下的沉降量， 一般采用百分表或电子位移计。
01 02 03 04
千斤顶
用于提供荷载，一般使用液压千 斤顶。
数据采集与处理系统
用于实时采集荷载和沉降数据， 并进行处理和分析。
03
K30检测技术
Chapter
K30检测原理及方法
平板载荷试验
通过在路基上放置一刚性承载板 ，施加逐级荷载并测定各级荷载 下的沉降量，从而得到荷载-沉
降曲线。
变形模量计算
根据荷载-沉降曲线，利用相关 公式计算出路基的变形模量Ev2
和动态变形模量Evd。
K30值确定
通过对比Ev2和Evd的数值大小 ，结合工程经验，综合确定路基
一般采用标准质量的钢制重锤， 质量根据实际需要选择。
数据采集与处理系统
用于实时采集加速度和位移信号 ，并进行数据处理和分析，得到 Ev2值。
Ev2检测数据处理与结果分析
数据处理
对采集到的加速度和位移信号进行滤波、积分等处理，得到路基的变形时程曲线 和动态变形模量Ev2值。
结果分析
Evd Ev2和K30相关关系的数值分析
岩
土
工
程
学
报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.35 Supp.2 Oct. 2013
Evd，Ev2 和 K30 相关关系的数值分析
常 丹，刘建坤，田亚护
（北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）
─────── 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973 计划） ；青藏高原重大冻 土工程的基础研究（2012CB026104） 收稿日期：2013–06–18
增刊 2
常 丹，等. Evd，Ev2 和 K30 相关关系的数值分析
429
线路试验段的戈壁填料现场试验为依据，对压实指标 K30 和 Ev2 及 Ev1 进行了影响因素及相关性分析，表明 填土的密实度是影响 K30 和 Ev1 及 Ev2/Ev1 的主要因素， K30 与 Ev1 的相关性较好， 但与 Ev2 的相关性相对较差， 其相关性还与填料的性质有关 。吕宾林等（2006） 对 K30，Ev2，Evd 测试的原理进行了对比分析，并介绍 了其各自特征及优缺点[4]。以数值模拟的方法来研究 K30，Ev2，Evd 之间的相关性，减少了现场试验繁重的 工作量，同时还能与现场试验结果作对比，进一步验 证其线性相关性。
0 max /MPa
a0 /mm
a1 /(mm·MPa-1) a2 /(mm·MPa-2)
Ev /MPa Ev2 / Ev1
图 2 Evd 冲击荷载施加图式 Fig. 2 Sketch of impact load
2.2
K30，Ev2，Evd 的数值计算
在均质地基的情况下，对于其中一种土体参数， 运用有限元仿真的计算过程如下 （土体弹性模量为 56 MPa，泊松比 0.30，密度 1.85 g/cm3） ： （1）K30 的计算 对于 K30 加载， 承载板下沉量和荷载强度的关系曲 线如图 3 所示。
K30、Ev2、Evd检测技术(改)
二、 K30的适用条件和要求
。1、 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。
由于K30的荷载板直径只有300mm．因此 对所填路基土的颗粒粒径和级配有一定的限 值，否则颗粒粒径过大，级配不均匀，K30的 测试结果就会带来较大的误差，难以真实反 映路基的压实情况。对于颗粒不均匀的碎石 土，其K30检测就难以得出准确可靠的测试结 果。
• 4、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，重新进行试验。对出现的异常应 在试验记录表中注明。
四、试验结果计算及制图
1 、根据试验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线
荷载强度σ—下沉量S关系曲线
2 、从荷载强度与下沉量关系曲线得出下沉
客运专线路基工程 K30、Ev2、Evd检测技术
孟雷栋
一、什么是K30、Ev2、Evd？
• 1、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。
液压缸放在承载板中心位置上，并与加载反力装置底面垂直， 并且要进行加固以防倾倒。承载板与加载反力装置着地点间的净距 离对于直径300mm的承载板不得小于0.75m，直径600mm的承载板不 得小于1.10m，直径762mm的承载板不得小于1.30m。加载反力装置 要进行加固以防移动.加载反力装置安装要牢固、安全。
• 位移测试装置要有防日晒和防风沙的保护措施。检测进行 中平板载荷试验仪和加载装置不得晃动。
• 4、预加载
Ev2、EVd、K30在京沪高速铁路路基质量检测中的应用
0.01mm，量程不应小于 10mm；检测仪器应按规定定期标定。
2）现场检测要点
场地测试面应进行平整，并使用毛刷扫去表面松土。 当测试面处
于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平面。 测试过程时应注意以下
几点:
①将承载板放置于测试点上，使承载板与地面完全接触，必要时
可铺设一薄层干燥砂(2～3mm)。 同时利用承载板上水准泡来调整承载
距 离 不 得 小 于 1.25m；预 加 载 时 ，应 预 先 加 0.01MPa 荷 载 约 30s，待 稳
定后卸除荷载，将沉降量测表读数调零。
③加载与卸载应符合下列要求： 变形模量 Ev2 试验第一次加载应 至少分 6 级 ，并 以 大 致 相 等 的 荷 载 增 量(0.08MPa)逐 级 加 载 ，达 到 最 大
荷载为 0.5MPa 或沉降量达到 5mm 时所对应的应力后， 再进行卸载。
承载板卸载应按最大荷载的 50％、25％和 0 三级进行。 卸载后，按照第
一次加载的操作步骤，并保持与第一次加载时各级相同的荷载进行第
表 1 设计及验标规定压实标准
项目名称
基床以下
砂类土细 砾土
基床底层 桥涵过渡段 基床表层
砂类土细 砾土
级配碎石 （掺 5%水泥）
级配碎石
检测频次
地基系数 K30 (MPa/m)
高速铁路路基质量检测指标K30、Ev2、Evd的相关性分析
高 速 铁 路 路 基 质 量 检 测 指 标 Ｋ３、 、 的 ０ Ｅｖ Ｅｖ ２ ｄ
相 关 性 分 析
朱 浩 波 一 曲宏 略 张 顶 立 ，， ，
（ ． 京 交 通 大 学 土 木 建 筑 工程 学 院 ， 京 １０ ４ ； １北 北 ０ ０ ４
K30、变形模量Ev及动态变形模量Evd的对比试验研究-摘要-
K30、变形模量E v及动态变形模量E vd的对比试验研究薄会申李铂(铁道第三勘察设计院天津 300251)摘要：在客运专线的快速建设过程中，随着路基施工机械化水平的大幅度提高和先进机械的使用，路基填筑速度不断提高，传统的静载测试方法由于速度缓慢，已经逐渐出现与工程进度不相适应的现象。
在铁路路基工程施工中，通过控制土体的密实度指标和强度指标来保障路基的填筑质量，主要控制参数有压实系数、相对密度、孔隙率或空气率、地基系数K30与变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd等。
因为路基填筑的施工方法不同以及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。
在我国铁路系统，地基系数K30已经成为路基设计和施工的一个基本参数，变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd是近年从国外引进的技术，做为与K30平行的试验方法，列入最近发布的一系列铁路设计标准中。
三种测试技术都是测试土体的强度指标，均适用于粒径不大于承载板直径1/4的各类土和土石混合填料，但是，由于国内没有大量开展变形模量E v1和E v2及动态变形模量E vd检测工作，缺少实践数据的支持，对其认知也存在一定的差别，在测试操作程序和数据处理方法上也存在较大的差异。
对于新引进的变形模量Ev及动态变形模量Evd测试方法，如何明确各参数的真正意义，进行完整系统的分析，从而与地基系数K30进行有机的结合，做到既保证施工质量又提高施工效率和经济效益，利用科学、合理的监控测试方法保证路基施工质量，将是今后路基测试工作的研究目标。
本文系统介绍了地基系数K30与变形模量Ev及动态变形模量Evd三种测试方法，并通过对三种测试方法的对比分析，总结了各自的特点和影响因素。
路基动态变形模量Evd与地基系数K30的相关性研究——以湘桂高速铁路扩改工程为例
路基动态变形模量E vd与地基系数K30的相关性研究——以湘桂高速铁路扩改工程为例秦立朝1，徐国元2（1. 湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳 421001；2. 华南理工大学，广东广州 510641）摘 要：依据湘桂高速铁路扩改工程实况，对路基动态变形模量E vd与地基系数K30的相关性进行研究。
分别对基床底层和基床表层的E vd和K30进行一元线性回归分析，得到二者相关系数R分别为0.96和0.92，表明二者具有良好的相关性。
利用一元线性回归分析结果进行反算，得到的K30与TB 10621-2014《高速铁路设计规范》给出的标准相近。
综合考虑检测的便捷性和施工的高效性，可以将E vd作为路基压实质量控制的主要力学指标，而K30可通过E vd估算得到。
关键词： 高速铁路；路基工程；动态变形模量；地基系数；相关性；一元线性回归中图分类号：U416.1 文献标识码：A文章编号：2095-8412 (2019) 02-001-04工业技术创新 URL: http: // DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.02.001引言我国高速铁路所特有的运行速度快、舒适度高、正点率高、安全可靠等特点，对其技术标准提出了更高的要求。
然而，路基病害的不断产生，对高速铁路正常运营造成了潜在威胁。
高速铁路施工工期较短，使得路基固结时间不够、压实不到位，成为导致高速铁路路基病害的主要原因，而路基变形的控制能够防止病害，应成为高速铁路路基填筑的主要考虑因素。
此外，路基刚度的均匀性、列车运行条件及自然条件下的稳定性，也是高速铁路路基填筑与普通铁路不同的两个方面[1]。
1 路基填筑标准研究现状长期以来，我国铁路路基填筑设计和施工的质量控制标准主要是压实系数、相对密度及孔隙率等压实度参数。
这些指标虽然具有检测方便、结果直观等优点，但仅能间接反映填筑土层的力学性能。
为了保证路基填土的强度及变形指标满足要求，20世纪70年代以后，许多国家和地区开始采用强度及变形指标，如地基系数K30、加州承载比（CBR）等，作为路基填筑的质量控制标准。
《铁路工程土工试验规程》
《铁路工程土工试验规程》条文说明本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题以及在执行中应注意的事项等予以说明。
为了减少篇幅，只列条文号，未抄录原条文。
21.1.1 本试验的编制主要是参照日本JISA1215-1995年修订版《公路的平板荷载试验方法》和德国DIN18134《平板荷载试验》-1993年修订板，并吸收近几年的科技发展成果和施工实践经验，同时针对在实际应用上存在问题予以修正，以便其能适合今后施工的需要。
K30-平板荷载试验是使用直径为30cm的荷载板通过试验求出地基反力系数，以标准值K30表示。
我国自1985年引用以地基反力系数K30值作为路基填料质量的检测控制指标以来，在铁路系统均以“地基系数”为基本用语，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)。
因此，为了统一起见，此次编制中仍沿用“地基系数”作为基本用语。
并明确用语定义，即“地基系数”：系指以某一下沉量除与其相对应的荷载强度所得出的值，以标准值K30作为标记。
所谓下沉量是指荷载板在路基、基床层面上受荷载引起的中心垂直变形尺寸。
其中包含弹性变形和塑性变形两部分。
21.1.2 动态平板载荷试验是通过落锤试验和沉陷测定来直接获取土体动态特性的承载力指标“动态变形模量”值的，以E vd表示，其计量单位为MPa。
本试验主要是参照德国1997年颁布的《道路施工岩土试验技术规程----采用轻型落锤仪进行动态平板载荷试验》(TP BF－StB Teil B8.3)和德国1997年的补充修订版《轻型落锤仪在铁路施工中的使用准则》(DR－A2015)，并结合铁道部1999年科技研究开发计划项目（99G13）“秦沈客运专线路基关键技术研究----施工质量监控测试仪器的研制”的科技成果而编制的。
通过对秦沈客运专线及京沪高速铁路试验段的细粒土、粗粒土、碎石土和级配碎石等四种土共800多组的284动态变形模量E vd与地基系数K30的现场对比试验，其结果表明，E vd与K30之间具有良好的相关性，相关系数均在90%以上，利用某种条件下同类性质的土的E vd与K30的相关关系，可以由E vd值推算出测试点的K30值。
铁路路基地基系数K30与动态变形模量Evd相关性研究王晨飞1
铁路路基地基系数K30与动态变形模量Evd相关性研究王晨飞1发布时间：2021-09-09T02:43:21.296Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：王晨飞1 王丽红2 朱文会3 [导读] 在铁路路基工程施工过程中，路基填料检测质量控制采用“ 双指标控制”，即压实度与地基系数。
《铁路路基工程施工质量验收标准》规定铁路路基每增加0.3m路基填料，要求对其进行压实度和地基系数检测。
目前检测地基系数有K30平板载荷试验及Evd动态平板载荷试验。
但是两者检测结果不一致，影响路基施工质量综合判断。
因此，如何建立两种检测方法的相关性，得出适合本地区的相关关系，加快路基检测的速度和准确性，是当前急需解决的问题。
王晨飞1 王丽红2 朱文会31呼和浩特市建设工程质量安全中心呼和浩特 0100102 呼和浩特职业学院呼和浩特 0100103 呼和浩特市市政建设服务中心呼和浩特 010010摘要：在铁路路基工程施工过程中，路基填料检测质量控制采用“ 双指标控制”，即压实度与地基系数。
《铁路路基工程施工质量验收标准》规定铁路路基每增加0.3m路基填料，要求对其进行压实度和地基系数检测。
目前检测地基系数有K30平板载荷试验及Evd动态平板载荷试验。
但是两者检测结果不一致，影响路基施工质量综合判断。
因此，如何建立两种检测方法的相关性，得出适合本地区的相关关系，加快路基检测的速度和准确性，是当前急需解决的问题。
关键词：铁路路基地基系数K30 Evd动态变形模量路基强度0 前言近年来，随着铁路事业的不断发展，高铁建设对铁路路基工程质量要求越来越高。
然而，仅靠地基系数K30反映路基强度具有一定局限性。
为更好地保证铁路路基填土的强度指标，路基强度在地基系数K30检测的基础上引入Evd动态变形模量测试法。
通过综合考虑K30与Evd 检测值，更高效的应用两种检测方法，建立K30与Evd的量化相关关系显的十分重要，K30与Evd的量化相关关系确定后可相互指导，共同卡控高铁建设路基强度值。
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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。