路基施工新型質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

xx客運(yùn)專線路基課題研究之一路基施工新型質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用1、概述路基試驗(yàn)檢測(cè)主要分為兩類：一類是密實(shí)度檢驗(yàn)，包括壓實(shí)系數(shù)、相對(duì)密度、孔隙率等；第二類是力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)，主要包括K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd、動(dòng)剛度，承載比試驗(yàn)CBR等等，在xx客運(yùn)專線中又引入了德國的靜態(tài)二次變形模量Ev2等。我國高速鐵路路基標(biāo)準(zhǔn)的建立借鑒日本的標(biāo)準(zhǔn)比較多，特別是路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用的力學(xué)指標(biāo)是地基系數(shù)K30。但德國、法國等國家從來不采用K30，而是采用靜態(tài)二次變形模量Ev2和動(dòng)態(tài)變形模量Evd壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，路基上若采用德國的無碴軌道結(jié)構(gòu)形式，路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該相應(yīng)地采用德國的標(biāo)準(zhǔn)——Ev2和Evd。本文重點(diǎn)介紹動(dòng)態(tài)變形模量Evd、靜態(tài)二次變形模量Ev2。2動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢測(cè)《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB10102—2004）規(guī)定了其使用，適用于所有鐵路路基工程?！毒咚勹F路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（上、下）》（2004-12-30實(shí)施），規(guī)定其適用于客運(yùn)專線及高速鐵路路基工程。（注：新的《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》（鐵建設(shè)函［2005］754號(hào)文），也規(guī)定了其指標(biāo)。）xx客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)文件規(guī)定，時(shí)速200Km/h以上有碴軌道和無碴軌道路基級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石基床表層（含過渡段）的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，變形模量Evd≥55MPa，（注：新的《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》（鐵建設(shè)函［2005］754號(hào)文）中規(guī)定Evd≥50MPa）。過渡段級(jí)配碎石路堤基床表層以下部位Evd≥50MPa。200Km有碴軌道沒有Evd相關(guān)要求。2.1動(dòng)態(tài)變形模量Evd的定義動(dòng)態(tài)變形模量Evd（英文：dynamicmodulusofdeformation）是指土體在一定大小的豎向沖擊力Fs和沖擊時(shí)間ts作用下抵抗變形能力的參數(shù)。它由平板壓力公式Evd=1.5×r×σ/s計(jì)算得出，其中：Evd——?jiǎng)討B(tài)變形模量（MPa）；r——圓形剛性荷載板的半徑（mm）；σ——荷載板下的最大沖擊動(dòng)應(yīng)力，它是通過在剛性基礎(chǔ)上，由最大沖擊力Fs=7.07KN且沖擊時(shí)間ts=18ms時(shí)標(biāo)定得到的，即σ=0.1MPa；s——實(shí)測(cè)荷載板下沉幅值（mm）；1.5——荷載板形狀影響系數(shù)。離實(shí)測(cè)結(jié)果到采用公式乞Evd絮=漫22.5校/s瑞計(jì)算。德國HMP公司德國HMP公司LFG系列Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀加載裝置①掛（脫）鉤裝置(帶水準(zhǔn)泡)②導(dǎo)向桿③落錘④阻尼裝置荷載板①傳感器②圓形鋼板沉陷測(cè)定儀(存儲(chǔ)、與電腦連接)打印機(jī)施2.2丑動(dòng)態(tài)變形許模量測(cè)試褲儀基本原響理詳利用落錘急從一定高吧度自由下墨落在阻尼悲裝置上，權(quán)產(chǎn)生的瞬棟間沖擊荷宅載，通過地阻尼裝置號(hào)及傳力系趁統(tǒng)傳遞給編直徑溫300m浩m膨的承載板防，在承載賀板下面（遭即測(cè)試面叛）產(chǎn)生的翠動(dòng)應(yīng)力，煩使承載板料發(fā)生沉陷少s挑—蘭即承載板算振動(dòng)的振挑幅，由沉扮陷測(cè)定儀止采集記錄鍋下來。沉申陷值養(yǎng)s椒越大，則寧被測(cè)點(diǎn)的監(jiān)承載力越失小；反之禽，越大。捐2.3延紫動(dòng)態(tài)變形賓模量慰Evd感的發(fā)展炕動(dòng)態(tài)變形爹模量翻Evd澇是德國九厚十年代開盈始采用的昆新型路基西壓實(shí)質(zhì)量越標(biāo)準(zhǔn)，從紅研究開發(fā)漢至今已有舒近二十年狠的歷史。奇動(dòng)態(tài)變形艙模量府Evd耳標(biāo)準(zhǔn)首先樓應(yīng)用于道融路建設(shè)、椅路面墊層劫、管道和姿電纜溝槽設(shè)、渠道、劣基礎(chǔ)回填而等工程責(zé)。緒199謝7捷年魔2彈月德國頒腐布執(zhí)行的龜《德國鐵縮路建設(shè)輕永型落錘儀徐使用規(guī)定熟》邁（袖NGT3濫9溫）標(biāo)志著翻動(dòng)態(tài)變形責(zé)模量統(tǒng)Evd漁標(biāo)準(zhǔn)開始么在鐵路工至程中正式皺采用。最動(dòng)態(tài)變形季模量蚊Evd遣標(biāo)準(zhǔn)的最猴大特點(diǎn)是睡能夠反映獵列車在高界速運(yùn)行時(shí)賞產(chǎn)生的動(dòng)謹(jǐn)應(yīng)力對(duì)路水基的真實(shí)顧作用狀況畏。齒199麥9嚇年斤1疼2翁月刷2脊0宴日頒布執(zhí)胸行的德國附鐵路規(guī)嶺范薪DS83濕6.05侵0騾1控中，按路盼基結(jié)構(gòu)形意式、設(shè)計(jì)釀速度、填范土種類、墨工程部位歉的不同，宇明確規(guī)定悼了各種情矛況下的動(dòng)班態(tài)變形模歲量哈Evd攝的設(shè)計(jì)標(biāo)纖準(zhǔn)值，其鑰中，設(shè)計(jì)費(fèi)速杜度院300k善m/甚h駛的高速鐵替路路基基蠢床表層的振Evd義設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)喘為管50MP丹a趁。茶2.4店動(dòng)態(tài)變形融模量誰Evd呈的在中國管的發(fā)展和給應(yīng)用甜2003黑年海1覆月，中國揪鐵道部昆鐵山試驗(yàn)段夠“斤軟土地基野路橋設(shè)計(jì)虹參數(shù)試驗(yàn)漆項(xiàng)目領(lǐng)”屢首次引進(jìn)軍2都臺(tái)闖LFG江系列伸Evd偷測(cè)試儀進(jìn)幸行試驗(yàn)研須究，為漁《鐵路工究程土工試汁驗(yàn)規(guī)程》濤和《京滬掩高速鐵路裕設(shè)計(jì)暫行臂規(guī)定（上禁、下）》女的編寫提繡供了依據(jù)黑。錯(cuò)至今已有效30君多臺(tái)妻LFG美系列擱Evd影測(cè)試儀在傍中國疾10挺多條鐵路壟新線建設(shè)良和提速改尤造中發(fā)揮丹著重要作墾用。棋2.5叢巴動(dòng)態(tài)變形粘模量改Evd腦的檢測(cè)伍動(dòng)態(tài)變形揀模濫量杯E慢vd罷檢堆測(cè)希1藍(lán)點(diǎn)平需邊2父人配合，株耗時(shí)依為徐3岡～乎5mi華n垃。其霸優(yōu)裹點(diǎn)是適合唯空間狹小較的過渡段吼、測(cè)試元臨器件附近籃等部位作絮業(yè)，不足炕點(diǎn)是設(shè)備油需從國外西進(jìn)口，國怖內(nèi)尚無維震修站、合微法計(jì)量標(biāo)使定的單位旗，儀器的粘存儲(chǔ)量太寒小，一次摩只能存蘿儲(chǔ)系5踢0屯個(gè)測(cè)點(diǎn)，鋼一旦超過薦，之前的悄檢測(cè)數(shù)據(jù)墻將被后檢求測(cè)的數(shù)據(jù)低自動(dòng)替換傍。紙E婦vd碑試驗(yàn)操作欲過程如下既：愉（謝1確）綁平整測(cè)試圣面，鋪將荷載板睬放在預(yù)定總的測(cè)試槽點(diǎn)踩,務(wù)葬加載裝置攜在荷載板沾上就位撓，每用測(cè)量電憐纜將沉陷怪測(cè)定儀與譽(yù)荷載板連甘接榮，援松開搬運(yùn)家鎖瀉。見（助2售）對(duì)測(cè)點(diǎn)畢進(jìn)行三次角沖擊預(yù)壓杰。營（綢3晶）測(cè)量程孕序啟動(dòng)遮后傅,倍將連續(xù)進(jìn)曬行三次沖歡擊測(cè)量。用測(cè)定儀液磚晶屏上將潑自動(dòng)顯示海三次測(cè)試彩的沉陷值會(huì)S申1拋、距S唉2幸、箭S3運(yùn)，協(xié)顯示三次扎平均沉陷蛇值險(xiǎn)Sm述和動(dòng)態(tài)變帝形模量值孩Evd言儲(chǔ)存并打些印測(cè)試結(jié)而果。凈2.6傾壺動(dòng)態(tài)變形卻模量恥Evd憶與努K墳30創(chuàng)的關(guān)系很依據(jù)《鐵踐路工程土漿工試驗(yàn)規(guī)頓程》惡（聾TB10雄102-唉200耀4喂）、《鐵恐路路基工優(yōu)程施工質(zhì)土量驗(yàn)收標(biāo)診準(zhǔn)》詳（秘TB10原414-亂200禮3翅，搬J285資-200涉4譯）將它“輩Evd將動(dòng)態(tài)平板牧載荷試驗(yàn)芳”殊作倡為施“溪K30醉平板載荷布試驗(yàn)秀”劇的快速試艙驗(yàn)方法，配根據(jù)蹲Evd融與許K30式的相關(guān)關(guān)西系式，來由歪Evd致測(cè)試值推群算出陷K30絮值奧。俱Evd卻與董K樂30預(yù)的相關(guān)關(guān)角系式舅細(xì)粒受土析:界K蟻30察=3.國45鋪Evd周+0.妨1桌粗粒傍土撕:剪K蔬30聯(lián)=3.渡33心Evd瓦+6.莖09境碎石桂土灰:塌K宰30獅=3.運(yùn)10傅Evd壺+14徐.3拆級(jí)配碎高石帽:收K嫁30發(fā)=3.瓣49釣Evd貴+14夕.4族E亭vd蒸檢測(cè)方法衡與作K油30腹不同的是叼，主要反撤映填土在箱動(dòng)荷載作大用下所產(chǎn)傘生的應(yīng)國變帥~段應(yīng)力的關(guān)綱系，對(duì)高漫速鐵路路寇基檢測(cè)很零有實(shí)際意停義，而且雙具有輕便袍、快捷的塘特點(diǎn)?，F(xiàn)照?qǐng)鰷y(cè)試的豎結(jié)果基本窯上都刺在艙40MN床/m屢2較以上捆。夠E顫vd翁測(cè)試的離靠散性較大回，因此測(cè)竭試時(shí)同一拆點(diǎn)附近應(yīng)夠該做多次篇平行試驗(yàn)壺（至絕少男4筐次），剔沾除異常值谷，然后取庭平均值。救3明靜態(tài)二次蹤變形?？蘖苛諩v肢2三檢測(cè)己x詳x攔客運(yùn)專線障路基設(shè)計(jì)胡文件規(guī)定顏，時(shí)勻速蜻200K挑m/井h縣以上無碴躺軌道路基偽級(jí)配碎石以或級(jí)配砂額礫石基床堪表層（含痛過渡段配詠碎石）的忙壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)六，靜態(tài)二豐次變形模燃量勒Ev2說≥煙120振MPa勾，基床底捎層扒Ev2極≥窩60溪MPa跌，路堤醋基床以下糕部位嶼Ev2活≥枝45勸MPa貌，（包括或基底壓實(shí)之后檢測(cè)指適標(biāo)也種是瘦45MP癢a設(shè)，），慈正梯形過留渡段基床栽基床底層柔Ev2疼≥屋80砍MPa富。耀時(shí)趕速幕200K盯m/將h糧及以上有兔碴軌道沒熄有熄Ev2餃相關(guān)的要莊求。皇本指標(biāo)在抱鐵道部規(guī)喊范和試驗(yàn)燒規(guī)程中均扇沒有提到傻。肺3.1只靜態(tài)變形徒模量測(cè)試屬儀基本原勸理皂靜態(tài)二次俊變形模耕量恢Ev朋2厭是西歐、熟北美等國鄰已廣泛使抖用的鐵路添路基壓實(shí)發(fā)檢測(cè)方法叫。疤Ev吐2雁靜態(tài)變形懲模量測(cè)試燙儀由加載滑裝置確、需次承載板、提位移測(cè)試食裝置、應(yīng)盛力測(cè)試裝粒置、數(shù)據(jù)汽采集裝置警、數(shù)據(jù)分獅析裝置等賭組成。因在荷載板濾試驗(yàn)應(yīng)用棕過程中，至常用的加描載方式有憑單循環(huán)靜諷載和二次照循環(huán)靜載肆。單循環(huán)魚靜載是按額每六級(jí)府40kP借a元加載，當(dāng)酬每級(jí)加載扒完成后，昏每間隔一堆分鐘讀取營百分表一恢次，直至屯兩次讀數(shù)枯符合沉降知穩(wěn)定要求嫁，才能轉(zhuǎn)糊到下一級(jí)核荷載，直神至試驗(yàn)最盈大荷載為互止。二次鑒循環(huán)靜載犬也是按每讀級(jí)礦40kP詠a幕加載，分逮級(jí)加載到貢最后一級(jí)擺荷載的沉哨降穩(wěn)定后遺，開始卸瞎載，卸載困梯度按最瞇大荷載免的待0.寸5達(dá)或觀0.2漠5獻(xiàn)倍逐級(jí)進(jìn)冠行，全部派荷載卸除偽后記錄其事殘余變形胖，之后又婚開始另一室加載循環(huán)昌。采濟(jì)用邀d=30覆c尊m務(wù)的荷載板用試驗(yàn)計(jì)算旱變形模量勇時(shí)，荷載育一直加到密沉降值卻達(dá)斑5m貌m辣或承壓板扮正應(yīng)力達(dá)蒜到置0.5M舉P壩a縫為止。雨3.善2陵靜態(tài)變形逃模量促Ev2嚷的定義第土體的變冰形模量盡Ev宣值是通過矮一次加載賀或重復(fù)加惡載測(cè)得的越應(yīng)力沃σ技0尚—掩位移產(chǎn)s咽曲線上丑0.3秤×撐σ淹0游max腰嗎和面0.7釀×穴σ宜0攻max串塞之間的位致移割線斜貝率來確定晝的。其中浪，柄一次加載鳴曲線上為正靜態(tài)一次知變形模量閥——?jiǎng)?lì)Ev1枯二次加載四曲線上為柳靜態(tài)二次衰變形模量貞——擊Ev2枕Ev張=家(烘1.5論×揮r毀×勻△炎σ刊)韻/覆△貢s翻為了更有遷效地分析核土的變形桑性質(zhì)和承戰(zhàn)載能力，垂德國標(biāo)準(zhǔn)撇采用了二梁次循環(huán)靜獸載法，其璃結(jié)果采用跨靜態(tài)二次直變形模菊量擁Ev羨2情表示。純1拜、求解系思數(shù)秒a接0斯、術(shù)a禍1余、志a襖2喪、張變形模量甚是基于一獸次加載和爹二次加載秤應(yīng)力臉—擊位移曲線楚，通過二配次多項(xiàng)式美方程計(jì)算夠得到的。繡s桐=貝a毒0半+攝a南1餡·耐σ脖0轎+首a申2背·梨σ莊0桂2很σ拍0殼——亡承載板下晌的平均標(biāo)肺準(zhǔn)應(yīng)力，搏單位：如MN/m準(zhǔn)2為；離s助腰——嗚承載板的逆位移，單餐位：蕉mm炕；壺a扎0寇——煤二次多項(xiàng)優(yōu)式中的系營數(shù)，單位哨：仆mm付；換a陣1挪——員二次多項(xiàng)它式中的系捉數(shù)，單位辣：光mm/友(MN/孟m骨2弱)卵；憲a趣2遇——幕二次多項(xiàng)稼式中的系紅數(shù)，單位買：怎mm/惹(MN講2無/m嬸4圍)雪。專式中的系詠數(shù)是把測(cè)市試值按最改小誤差二界乘法計(jì)算鳴得到的軋。長2銷、計(jì)算變側(cè)形模量旦Ev滑1屋、著Ev2最變形模量涼Ev嚇由下式計(jì)暴算：頌Ev擾=墓1.5晌×由r頌×拿1崖/節(jié)（側(cè)a洗1器+晚a奪2瘦×?xí)肠遗P0急max括）繭式中：薯Ev傅熊——鍛變形模量梅，稼單位孩：渡MN/m轟2播；降袋戲r織——賢承載板半末徑，拐單位：巴mm困；約σ宋0草max形——慨最大平均諒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力燭，就單位：耳MN/較m2刺。鐵一次加載揮的械變形模量亮值用添Ev1產(chǎn)表示，農(nóng)二次加載億的變形模賓量值用往Ev2稼表示。耳3.3電靜態(tài)變形下模量測(cè)試腰儀的用途愁Ev責(zé)2可是德國、淚法國及歐槳洲一直沿往用的、成低熟的路基處壓實(shí)設(shè)計(jì)烤標(biāo)準(zhǔn)和檢列測(cè)技術(shù)，乖德國鐵路央路基標(biāo)熱準(zhǔn)交DS83炸6撒中無碴軌斑道和有碴豎軌道均采倍用剩Ev辰2敗和盛Ev究d鏈設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嘆。采孔用鴨Ev2花靜刺態(tài)變形模桿量測(cè)試儀踏進(jìn)行靜態(tài)長平板載荷鏈試驗(yàn)，主唐要用于鐵沖路、公路瓶、機(jī)場(chǎng)、某城市交通涌、港口、閣工業(yè)與民淘用建筑的老地基承載睜力檢測(cè)。嶼可用于監(jiān)房測(cè)土、非認(rèn)膠結(jié)路面釋基層及改削良土的壓漁實(shí)質(zhì)量。債它適用于途最大粒徑室小須于龜63m搭m叛的土類以適及土石混第合料。在搖對(duì)加載程究序進(jìn)行設(shè)濱定后千，抗Ev虜2沙靜態(tài)變形惠模量測(cè)試至儀也可以放進(jìn)行地基遞系島數(shù)駱K3兔0夕的檢測(cè)。周3.4灶靜態(tài)變形駁模量測(cè)試誦儀的杜特黎點(diǎn)茶（捧1杰）樸操作簡便營、自動(dòng)化乎程度高、速數(shù)據(jù)精度瞎高。避免嚴(yán)人工讀表威、記錄、兼繪圖、計(jì)襲算產(chǎn)生的授誤判和誤湯差。全自粱動(dòng)數(shù)據(jù)處旗理系統(tǒng)，愁數(shù)據(jù)液晶喪顯示且現(xiàn)某場(chǎng)打印輸?shù)爻銮€及嗚結(jié)果，確盜保測(cè)試結(jié)澤果的準(zhǔn)確嚇、客觀。言（館2刷）誰更有效地侍分析土的盤變形性質(zhì)拼和承載能趴力，可檢幸測(cè)扯Ev1驅(qū)掘、里Ev濕2富值趁貪及架Ev2/螞Ev延1厲比值，也耽可以檢測(cè)凍地基系雖數(shù)念K3抗0廢。湊測(cè)試時(shí)間鋤可能伶比夏K3赤0稻長一些。示3.5譽(yù)靜態(tài)變形摸模量測(cè)試悶儀的發(fā)展筍目前，國舌際上廣泛碼采用的是豬德國沫產(chǎn)芹HMP庭PD視G粉型靜態(tài)變額形模量測(cè)賊試儀（亦挪稱：平板徒載荷試驗(yàn)或儀），該糖儀器從開盈發(fā)應(yīng)用至岡今己恐有評(píng)2躲0熊多年的歷遼史，儀器張的性能、扁質(zhì)量、功戶能以及軟符件已相當(dāng)緩?fù)晟?。目娘前在國?nèi)萬對(duì)紅于丸Ev慕2肺靜態(tài)變形淺模量測(cè)試廁儀的檢測(cè)托規(guī)范、設(shè)肥計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、營儀器設(shè)備位等還沒有當(dāng)形成，目級(jí)前主要是犬參考德國普的相關(guān)規(guī)暢范、標(biāo)準(zhǔn)鉆和儀器的