填筑壓實質(zhì)量以及填料改良檢測關(guān)鍵技術(shù)和重點施工工藝

1、,客運專線路基,填料改良和填筑質(zhì)量檢測技術(shù)介紹,1 客運專線路基細粒土填料改良處理技術(shù),細粒土填料改良是指在原土中添加某種材料，使之與土發(fā)生一定的物理化學反應，以改變原土的物理力學性質(zhì)。填料改良已在國內(nèi)外高速鐵路、公路土方工程中廣泛應用，各國均制訂自己的“技術(shù)準則”或“工法”。設計院以及施工單位對下蜀黏土、弱膨脹土、中膨脹土、巖石風化物、粉土、黃土等填料進行了大量室內(nèi)改良試驗、現(xiàn)場工藝試驗及質(zhì)量檢測試驗，取得了良好效果。,1.1

2、 細粒土填料改良方法,細粒土填料改良分物理改良及化學改良。1.1.1 物理改良是通過在原土中添加某種粒徑的土（石）料，改善其級配（Cc，Cu）特性，提高物理力學性能及壓實性。1.1.2 化學改良是通過在原土中添加固化劑（水泥、石 灰、粉煤灰等）使之發(fā)生物理化學反應，如陽離子交換、膠凝、碳化結(jié)塊等作用，改善土的物理力學性質(zhì)，增加強度。同時，降低填料的含水量，便于施工、壓實。,1.2 細粒土化學改良主要內(nèi)容,1.2.1 添加劑

3、的選用：常用的添加劑有石灰、水泥、粉煤灰、瀝青、合成固化劑、合成樹脂等。一般情況下，塑性指數(shù)較高的粘性土采用石灰；粉（砂）土采用水泥。1.2.2 改良步驟： 1 原土各類物理、力學、水穩(wěn)性試驗。 2 各類添加劑改良土相關(guān)試驗，確定添加劑及配方（經(jīng)濟、技術(shù)、控制性指標改善情況）。 3 現(xiàn)場工況試驗，確定現(xiàn)場添加劑用量及工藝。 1.2.3 改良效果控制：綜合考慮各類物理力學性質(zhì)的改善，以滿足路基各部位填筑壓實

4、標準為目的。無側(cè)限抗壓強度為改良土控制性的力學指標。CBR值可作為重要參考指標。對于膨脹土填料改良，則還應注意其脹縮性（膨脹力、無荷膨脹率、有荷膨脹率、收縮系數(shù)）的改善。如基床底層K30=110MPa相應要求無側(cè)限抗壓強度為600-800kPa，飽和無側(cè)限抗壓強度300-400kPa ?，F(xiàn)場強度與室內(nèi)強度關(guān)系：fu（現(xiàn)場）=0.6-0.7 fu（室內(nèi)），,1.3 黏性土化學改良實際效果,1.3.1 顆粒粒徑變化：粘性土改良后其粒徑組

5、成發(fā)生明顯變化，粘粒(＜0.005mm＝含量從40-60%下降至10-15%；粉粒(0.005-0.075mm)含量從30-45%增加至50-60%；砂粒（＞0.075mm）從1-10%增加至≥20%。1.3.2 崩解試驗：48小時無崩解，長期飽和強度無變化。 1.3.3 膨脹土經(jīng)石灰改良后，其脹縮特性明顯改善 。 1.3.4 現(xiàn)場K30值一般在150～220MPa/m之間?，F(xiàn)場檢測應注意改良土強度隨時間的變化，通常水泥改良

6、土強度增長快于石灰改良土的強度增長。,1.3 黏性土化學改良實際效果,1.3.5 新長線下蜀粘土改良試驗結(jié)果 注：試驗結(jié)果表明采用水泥改良類似高塑性粘土，其強度過大， 脆性易裂，自愈（和）性差，且在降低原土天然含水量效果方面亦不如石灰好。,,1.3 黏性土化學改良實際效果,1.3.6 合寧線中等膨脹土石灰改良前后相關(guān)脹縮特性變化對比 試驗結(jié)果表明膨脹土

7、經(jīng)石灰改良后完全滿足客運專線填料要求。,,,1.4 細粒土化學改良土施工方法及施工工藝,1.4.1 改良土施工方法有廠拌、路拌和集中場地拌合，均形成了較成熟的工法。通過嚴格的過程控制均能滿足客運專線的質(zhì)量要求。1.4.2 廠拌法：采用專用的破碎、拌和機械工廠化生產(chǎn)。主要優(yōu)點是拌和均勻，質(zhì)量易控，但成本高、效率低。主要工藝流程：填料攤鋪、晾曬---含水量檢測---填料入倉---機械破碎---粒徑檢測---添加劑含量檢測---添加劑

8、+破碎料機械拌和----均勻性檢測---出廠---攤鋪、平整、碾壓。1.4.3 路拌法：采用路拌機械在路堤施工現(xiàn)場拌和。方法簡便，成本低，對含水量要求不高。但受氣候影響大，污染較大。主要工藝流程：填料攤鋪、晾曬---添加劑含量檢測---拌和---含水量、均勻性檢測---平整、碾壓。1.4.4 集中場拌法：采用路拌機械集中在場地（如取土場、專用拌和場）內(nèi)拌和，其拌和工藝與路辦法相同?？蓽p少對施工沿線的污染。,,,1.5 鄭西客

9、運專線路基黃土填料改良,以粉粒為主屬于低液限粉土C組填料。W最佳11.0～13.7％，天然密度1.38～1.76g/cm3,最大干密度1.81～2.01g/cm3,飽和fcu僅12～16.1kPa,重塑土樣在水中8h后呈粒狀完全崩解。因此al、pl、col Q3砂質(zhì)黃土填料在天然狀態(tài)下W和ρd與W最佳和ρdmax差別明顯,填料在施工填筑時不易被壓實,填料飽和抗壓強度較低,水穩(wěn)定性差,不能直接作為路基基床以及基床下部路堤本體填

10、料 。,,1）al、pl、colQ3砂質(zhì)黃土填料,1.5.1 鄭西沿線為al+pl+colQ3黃土和dl+plQ2黃土填料,,1.5 鄭西客運專線路基黃土填料改良,,2）al+plQ3黏質(zhì)黃土和dl+plQ2黏質(zhì)黃土填料,1.5.1 鄭西沿線為al+pl+colQ3黃土和dl+plQ2黃土填料,,以粉粒、粘粒為主，砂粒含量較少，屬C組填料。Ip為10.7～19.7％，W最佳12.3～15.0％，ρd為1.62～1.90g/

11、cm3，ρdmax為1.78～1.97g/cm3，飽和fcu僅6.5～116kPa，重塑土樣在水中2h后呈粒狀完全崩解，部分土樣具有弱膨脹性?？傊?，黏質(zhì)黃土填料，天然狀態(tài)下W和ρd與W最佳和ρdmax差別明顯,填料在施工填筑時不易被壓實;且填料飽和抗壓強度低,水穩(wěn)定性差,局部具有弱膨脹性，不能作為路基基床以及基床下部路堤填料。,1.5.2 設計單位勘察設計階段黃土填料的改良試驗,,黃土改良試驗樣品,注：改良土改良劑摻入量：石

12、灰為5～8%，水泥為3～5%，養(yǎng)護時間14～28天。,1.5.2 設計單位勘察設計階段黃土填料的改良試驗,砂質(zhì)黃土改良前后物理力學指標統(tǒng)計表,1.5.2 設計單位勘察設計階段黃土填料的改良試驗,,黏質(zhì)黃土改良前后物理力學指標統(tǒng)計表,2 客運專線路基壓實質(zhì)量檢測,路基壓實質(zhì)量檢測技術(shù)是指路基填筑工程中的各種進行質(zhì)量控制的檢查方法。主要包括填料質(zhì)量控制、填筑厚度檢測、 壓實度檢測（主要介紹壓實系數(shù)K檢測、K30檢測、核子密度儀檢測、動態(tài)變

13、形模量Evd檢測和變形模量EV2檢測等）。2.1 填料質(zhì)量控制 2.2 填筑厚度檢測2.3 壓實度檢測介紹2.4 核子密度儀檢測2.5 地基系數(shù)K30檢測2.6 動態(tài)變形模量Evd檢測2.7 變形模量EV2檢測,2.1 填料質(zhì)量控制,2.1.1 客運專線鐵路基床填料質(zhì)量控制 1 基床表層填料要求如下：基床表層填料應采用級配碎石、級配砂礫石和瀝青混凝土。 2 基床底層填料要求如下：基床

14、底層應選用A、B組填料或改良土。塊石類作為基床底層填料時，應級配良好，其粒徑不應大于10cm。2.1.2 客運專線鐵路基床以下路堤填料質(zhì)量控制 1 應選用A、B組填料和C組碎石類、礫石類填料。 2 當選用C組細粒土填料時,應根據(jù)填料性質(zhì)進行改良。 3 當選用硬質(zhì)巖石及不易風化的軟質(zhì)巖的碎石時,應級配較好,塊石類填料的粒徑不得大于15cm 。,2.2 填筑厚度檢測,2.2.1 高程測量法 1 根據(jù)

15、線路地形特征及地質(zhì)條件，選擇有代表性的斷面，沿斷面設數(shù)個控制點。 2 在控制點地表處設置觀測地基沉降變形的沉降標。 3 填土壓密后，測沉降標高程H1及填土面的高程H2。 4 H2－H1得到該控制點路堤填筑厚度。 5 按斷面上各沉降標（控制點）反映的地基變形的幾何形態(tài)，求斷面的平均填筑厚度。2.2.2 勘探法 1 坑探：多采用探槽確定填土分界線 2 鉆探：選擇有代表性的點，填筑完成后，通過

16、鉆探取芯分析判斷，并與填筑前的勘探地層柱狀圖比較，確定原地表深度，進而得到填筑厚度。 3 對于素填土路堤，亦可用靜力觸探或輕型動力觸探方法測得。當填筑前有測試資料時，可與之比較得到填筑厚度。當填筑前缺乏這些資料時，通過分析填土的均勻性和力學特性，推測填筑厚度。 另外可通過工程物探對現(xiàn)場實測曲線進行分析和解釋求得觀測點各電性層的厚度和電阻率的大小，進而推測填筑厚度。,2.3 壓實度檢測介紹,2.3.1 環(huán)刀法：環(huán)刀法是壓

17、實質(zhì)量檢測的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)習慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3。用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度，它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環(huán)刀取在碾壓層的上部，則得到的數(shù)值往往偏大，若環(huán)刀取在碾壓層的底部，則所得的數(shù)值將明顯偏小，就檢查路基的壓實度而言，我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度。因此，在用環(huán)刀法進行壓實度檢測時，應盡量取碾壓層中間的土。環(huán)刀

18、法只適用于粘性土及砂性土。2.3.2 灌砂法:是利用均勻顆粒的砂去置換試坑的體積，它是當前最通用的方法，是普速鐵路現(xiàn)場測定密度的主要方法。適用于現(xiàn)場測定砂、礫、碎石類土及改良土的密度，但不適用于填石路堤等有大孔洞的壓實質(zhì)量檢測。本方法需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，因此，它的測試速度較慢。,2.3 壓實度檢測介紹,2.3.3 灌水法：其與灌砂法的原理基本相同，只是用水代替標準砂去置換試坑的體積，適用范圍與灌砂法相同。由于水的密

19、度相對穩(wěn)定，因而操作更簡單。測試速度更快。但測試精度要差一些。2.3.4 氣囊法：鐵道建筑研究設計院在吸取國內(nèi)外經(jīng)驗教訓的基礎上發(fā)明了氣囊式容積測定儀，該儀器的密度試驗方法“氣囊法”已納入了《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB 10102—2004），該方法操作簡單、速度快、精度高，是一種新型的密度試驗方法。此外，國外還有灌石膏法、水袋法等。灌砂、灌水、灌石膏法系傳統(tǒng)方法，均已延用多年，其存在的共同特點是“慢”。核子射線法解決了傳統(tǒng)方法中

20、“慢”的問題，相應地伴生了“成本”、“精度”和“安全”問題。,2.4 核子密度儀檢測,2.4.1 核子射密度儀是利用放射性同位素作放射源，根據(jù)射線透過被測物體后放射性粒子數(shù)量或速度的變化，來檢測被測物體的密度和含水量的一種方法。具有體積小、重量輕，測試速度快，檢測數(shù)據(jù)準確、可靠，尤其是它對同一測位可以進行重復檢測的特點，是其它壓實度檢測方法所不具備的。,2.4.2 儀器設備：核子濕度密度儀主機由放射源、探測器、微處理器、測深定位裝置等

21、組成。附件有標準塊、導板、鉆桿、充電管。儀器設備需符合國家規(guī)定的關(guān)于健康保護和安全使用標準，密度的測定范圍為1.12～2.73g/cm3，測定誤差不大于±0.03g/cm3。含水量測定范圍為0～0.64g/cm3，測定誤差不大于±0.004g/cm3。,2.4 核子密度儀檢測,2.4.1 試驗要點 1 標準計數(shù)和統(tǒng)計試驗：將標準塊放在堅硬的材質(zhì)表面，按規(guī)定將儀器放置在標準塊上，儀器手柄設置在安全位置上。周圍1

22、0m以內(nèi)無其他放射源，3m以內(nèi)的地面上不應堆放其他材料。按下啟動鍵，開始進行標準計數(shù)或統(tǒng)計試驗。操作人員應退到離儀器2m以外區(qū)域。當儀器發(fā)出結(jié)束信號后，檢查含水量、密度的標準計數(shù)或統(tǒng)計分析結(jié)果，如果其數(shù)值在規(guī)定的范圍內(nèi)，即可開始檢測。 2 輸入設定參數(shù)：測量計數(shù)時間（不宜小于30s）；選擇計量單位（g/cm3或kg/cm3）；密度、含水量的偏移量，當無偏移量時輸入“0”；測點記錄號。 3 平整被測材料表面，必要時可用少量

23、細粉顆粒鋪平，然后用導板和鉆桿造孔?？咨畋仨毚笥跍y試深度，孔應垂直，孔壁光滑，不得坍塌。 4 按規(guī)定方法將儀器就位，并將放射源定位到預定的測試深度，按下啟動鍵開始測試，操作人員退到離儀器2m以外的區(qū)域。,2.4 核子密度儀檢測,2.4.1 試驗要點 5 當儀器發(fā)出測試結(jié)束信號后，將放射源退回到安全位置，并儲存或記錄檢測結(jié)果。 6 如果被測材料中含有硼、氡等吸收中子的元素或水氫元素時，其檢測結(jié)果應用其他方法求出偏移

24、量進行校正。 7 試驗結(jié)果計算 ρd=ρ－ρsw （式2.4.1—1） w=[ρsw/（ρ－ρsw）]×100=（ρsw/ρd）×100 （式2.4.1—2）式中： ρd——干密度（g/cm3） ρ——濕密度（g/cm3）

25、 ρsw——含水量（單位體積土中水的質(zhì)量，g/cm3） w——含水率（%）,2.5 地基系數(shù)K30檢測,2.5.1 試驗原理：K30試驗是鐵路和公路部門在現(xiàn)場確定路基填筑層的地基系數(shù)的試驗方法，也可用其確定建筑物基礎的地基系數(shù)。K30儀器裝有精密的壓力表和百分表，可在現(xiàn)場提供準確可靠的數(shù)據(jù)，并且操作簡便。K30試驗原理是在地基土上用直徑30cm的剛性荷載板垂直分級加荷，測得下沉量S與荷載強度P的關(guān)系曲線，取

26、1.25mm下沉量S1.25對應的荷載強度P1.25，計算K30值，即地基系數(shù)： K30=,,2.5 地基系數(shù)K30檢測,2.5.2 試驗儀器的主要組成部分 K30試驗儀器主要由荷載板、千斤頂、百分表、基準支架及反力裝置組成。 荷載板為厚度大于22mm，直徑30cm的剛制圓板。千斤頂選用5噸帶有緊密壓力表（精度1％）的千斤頂。百分表的最小刻度為0.01mm，量程大于30mm?；鶞手Ъ苡砷L3m的桿

27、和支腳組成，基準支架的桿上安裝固定百分表。反力裝制可利用汽車或其它反力設備，其支點應距荷載板1m以外。,2.5 地基系數(shù)K30檢驗,2.5.3 試驗方法及步驟 1 K30試驗應按以下步驟做好準備工作：1）平整試驗作業(yè)面，整平地基土，如有必要可薄薄地鋪一層細砂；2）在平整好的土面上安置荷載板；3）將千斤頂放置在荷載板上，并與反力裝置對正，反力裝置支點應距荷載板1m以外；4）安裝基準支架，其支腳應放置在距荷載板及

28、反力裝置支點1m以外的位置；5）將百分表固定在荷載板兩側(cè)的基準支架的桿上，并調(diào)零位；6）為使讀數(shù)穩(wěn)定，先預加35KPa的荷載，然后卸除，記錄百分表除讀數(shù)。 2 準備工作完成后，進行分級加荷試驗，分級加荷每級增量為35kPa。每增加一級荷載，等該荷載的下沉量終止后，記錄荷重強度和下沉量讀數(shù)。 3 試驗終止：1）當總下沉量達到10mm，或者荷載強度超過估計的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或者達到地基土的屈服點時，試驗即

29、停止。2）當一分鐘的下沉量不大于該級荷載強度下產(chǎn)生的總下沉量的1％時，即可認為下沉已終止。,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗,2.5.4 資料整理及計算根據(jù)實例整理出的K30試驗記錄,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)繪制荷載強度－－下沉量關(guān)系曲線，計算K30值。,,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗,2.5.4 資料整理及計算,,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗,2.5.5 試驗要點 1 試驗場地準備：對已選定的場地測試面（包括支架

30、平面）應盡可能整平，并用毛刷掃去松土。當處于斜坡上時，同樣也要將荷載板支承面做成水平面，以避免荷載板損壞和加荷設備移動，用作反力裝置的汽車也必須確保制動。 ； 2 安裝荷載板：為了保證荷載板與地面的良好接觸，可以鋪設一層厚幾毫米的干燥中砂或石膏膩子，用石膏膩子做墊層時，應在荷載板底面上抹一層油膜，然后將荷載板在其上轉(zhuǎn)動并輕輕擊打，使其與地面完全接觸，同時借助水準尺或荷載板上的水準泡調(diào)整水平。 3 安裝反力裝置：反力裝置

31、的支承點必須距荷載板外側(cè)邊緣1m之外。 4 安裝加載裝置：將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板中心上，利用加長桿和通過調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，并保持垂直。,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗,2.5.5 試驗要點 5 安裝下沉量測定裝置：測橋支撐座應設置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點1m以外，確保其不受加載時荷載板及反力裝置支承點周圍地表變形的影響。當測橋呈Y形布置時，應安裝3個測表，

32、并相互呈120°放置；當測橋呈雙橫桿平行布置時，應安裝4個測表呈正方形布置或安裝2個測表呈對角線布置。不論安裝幾個測表，都必須與荷載板中心保持等距離，以便求取均值，降低誤差。 6 加載試驗：先加0.01Mpa的荷載預壓30秒鐘，使系統(tǒng)各部分接觸良好，卸壓后讀取量表起始讀數(shù)。以0.04Mpa的增量，逐級加載，每增加一級荷載，應判穩(wěn)，即當一分鐘的下沉量不大于該級荷載強度下產(chǎn)生的總下沉量的1%時，就認為下沉穩(wěn)定，這時讀取荷

33、載強度和下沉量。當總下沉量超過規(guī)定的基準值（1.25mm），或者荷載強度超過估計的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或者達到地基的屈服點，試驗即可終止。 7 試驗點的下挖工作：當試驗出現(xiàn)異常時，如荷載板嚴重傾斜或過度下沉等，應將試驗點下挖相當于荷載板直徑的深度。遇到有石塊、不密實或含水很多、含水很少的土時，均應在試驗記錄表中注明,,2.6 動態(tài)變形模量Evd檢驗,2.6.1 一動態(tài)變形模量Evd測試簡介 動態(tài)變形模量Evd起源

34、于德國，是德國二十世紀90年代開始采用的新型路基壓實質(zhì)量標準。 我國對Evd的引進與研究開始于1999年,經(jīng)過了5年的研究和應用，動態(tài)變形模量Evd的檢測方法已納入了2004年4月1日起開始實施的《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB10102-2004）。動態(tài)平板荷載實驗是近期開始應用的路基壓實質(zhì)量新型檢測方法，是屬于動力荷載實驗，是一種快速、方便檢測反映路基動荷載特性的承載力指標――動態(tài)變心形模量（Evd）值的新的實驗方法，該方法是直接

35、檢測動態(tài)變形模量（Evd）值，也可根據(jù)某種條件下同類性質(zhì)土的動態(tài)變形模量Evd值與地基系數(shù)K30的相關(guān)關(guān)系，推算出K30值。由于既有線路基的特殊性，要求檢測平定路基質(zhì)量的技術(shù)手段要安全、快速、準確、定量且不影響行車。Evd動態(tài)平板載荷實驗檢測速度快（約3分鐘），儀器體積小，重量輕，能在狹小地段檢測；很適合檢測和評定既有線提速路基的質(zhì)量狀態(tài)。,2.6 動態(tài)變形模量Evd檢驗,2.6.2 動態(tài)變形模量測試的原理路基施工質(zhì)量動態(tài)變形模量

36、測試（也稱動態(tài)平板載荷試驗），是高速鐵路路基施工質(zhì)量檢測的一種新方法。該儀器是采用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度自由落下，模擬列車高速運行時對路基面產(chǎn)生的動荷載效應沖擊路面，在沖擊能相同的條件下，測試路基面的垂直變形值，以此計算路動態(tài)變形模量Evd值。與動力觸探法檢測路基的承載力相比，他們的相似之處是：它們都是采用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度自由落下沖擊路基面；但兩者的檢測原理和檢測方法完全不同。動力觸探設備簡單，操作方便，檢測速度快，但影響

37、測試結(jié)果的因素較多，如：探桿側(cè)壁摩擦阻力的影響、地下水的影響、探桿的連接剛度等，是一種較為粗略的定性方法。而動態(tài)變形模量的檢測方法是采用電子技術(shù)獲得路基填筑質(zhì)量信息和數(shù)據(jù)的一種先進檢測方法，可直接測得路基在動荷載作用下所發(fā)生的力和變形的參數(shù)，即動態(tài)變形模量Evd值。,2.6 動態(tài)變形模量Evd檢驗,2.6.3 動態(tài)變形模量的檢測方法：是采用一定質(zhì)量的落錘，從一定高度自由落下，通過阻尼裝置、承力罩、承載板，對路基面產(chǎn)生瞬間沖擊，使路基

38、面產(chǎn)生沉陷，這種沉陷變形反映了路基土的抗力性能。從理論上講，路基碾壓越密實，沉陷值越小，路基的動態(tài)變形模量Evd值越高；反之路基的Evd值越低。2.6.4 適用范圍:Evd法適用于粒徑不大于荷載板直徑1/4的各類土、土石混合填料、非膠結(jié)路面基層及改良土，測試有效深度范圍為400～500mm。2.6.5 儀器設備 1 Evd法檢測應采用的輕型落錘式（LFG）Evd動態(tài)變形模量測試儀。 2 Evd動態(tài)變形模量測試儀應由加

39、載裝置、荷載板和沉陷測定儀三部分組成。 3 Evd動態(tài)變形模量測試儀的量程應符合下列要求： a. 沉陷測試范圍：（0.1～2.0）mm ±0.05mm； b. Evd測試范圍：10MPa＜Evd＜225MPa。 4 儀器每年標定一次，每三個月校驗一次。,2.6 動態(tài)變形模量Evd檢驗,2.6.5 儀器設備,,2.6.6 動態(tài)變形模量值,根據(jù)平板壓力公式，動態(tài)變形模量EvdEvd＝1

40、.5×r×σ/S (MN/m2)其中：1.5――承載板形態(tài)影響系數(shù)；σ――路基面最大動應力（MN/m2）；S――承載板的承陷值（mm）；R――承載板的半徑，150mm。此公式表示按照彈性各相同性半空間理論，并假定橫向變形系數(shù)v＝0.21時，圓形剛性板在豎向集中荷載作用下的地面沉陷。落錘質(zhì)量一定時，沖擊力（動應力）由落錘的落高和阻尼裝置控制，它的大小及延時時間要復合列車高速運行時對路基產(chǎn)生的沖擊力。

41、根據(jù)我國相關(guān)《規(guī)范》或《暫規(guī)》規(guī)定，路基面最大設計動應力為0.1MPa，該值被認為是列車高速運行時對路基面所產(chǎn)生的實際動應力。根據(jù)公式計算的動態(tài)變形模量Evd值即代表被測點的承載力。這種方法的先進性在于能快速、準確測出路基的承載力，即動態(tài)變心模量值（Evd），它適用于檢測現(xiàn)行規(guī)范要求的各類路基土及基床填料。,2.6.7 檢測步驟,1.檢測前的準備工作：1) 整平測試面，選擇傾斜度不大于5°的測試面，并確保其平整無坑洞。

42、為使荷載板與地面良好接觸，必要時可用少量的細中砂來補平；2）將荷載板置于整平的測試面上并與測試面充分接觸；3）加載裝置安裝在荷載板上方就位；4）用電纜線將荷載板與沉陷測定儀連接起來，并松開搬運鎖；5）將落錘提升至掛（脫）鉤裝置上掛住，然后使落錘脫鉤并自由落下，當落錘彈回后將其抓住并掛在掛（脫）鉤裝置上，按此操作對測試面進行三次預沖擊。,2.6.7 檢測步驟,2.檢測：打開沉陷測定儀電源開關(guān)；調(diào)整水準泡，使導向桿與荷載板保持垂

43、直；按上述（5）的方式進行三次沖擊測試；沉陷測定儀屏幕上將顯示檢測結(jié)果，其中包括：三次沖擊測試的沉陷值及其平均值Sm（以mm計）和動態(tài)變形模量值Evd（以MPa或MN/m2計）；按屏幕提示打印或儲存測試數(shù)據(jù)、結(jié)果及波形圖。 3 評估： 1） 檢測記錄及檢測報告中應注明每個測點的工程名稱、檢測部位、試驗時間、土的種類、含水率、環(huán)境溫度以及儀器型號等相關(guān)的參數(shù)； 2） 檢測記錄及檢測報告中應包括用小型打印機輸出的完整的

44、實測數(shù)據(jù)、結(jié)果及波形圖，也可以將沉陷測定儀與電腦連接，并通過該測試儀的專用軟件直接打印出含完整實測數(shù)據(jù)及波形圖的測試報告。,線將荷載板與沉陷測定儀連接起來，并松開搬運鎖；5）將落錘,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.1 變形模量EV2檢測介紹 1 雖然地基系數(shù)K30值也是反映路基土強度及變形關(guān)系的參數(shù)，但試驗的荷載——沉降曲線是一次加載得出的，其沉降（變形）包括了填料的彈性變形和塑性變形。德國、法國等歐洲國家從來不采用

45、K30 ，而是采用靜態(tài)二次變形模量Ev2和動態(tài)變形模量Evd壓實標準。 2 變形模量Ev2的荷載——沉降曲線是在逐級加載后，逐級卸載，再二次加載得出，可認為其沉降（變形）消除了填料的塑性變形，測試結(jié)果離散性小，更能反映路基土的真實強度，比地基系數(shù)K30更科學、更合理。 3 變形模量Ev2試驗是通過圓形承載板和加載裝置對地面進行第一次加載和卸載后，再進行第二次加載，用測得的承載板下應力σ和與之相對應的承載板中心沉降量s，來

46、計算變形模量Ev2及Ev2/Ev1值的試驗方法。變形模量Ev2的計量單位為MPa。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.2 適用范圍：變形模量Ev2試驗適用于粒徑不大于承載板直徑1/4的各類土和土石混合填料。在鐵路路基填筑施工質(zhì)量檢測中，采用直徑為300mm的承載板。 2.7.3 儀器設備：變形模量Ev2測試儀器包括承載板、反力裝置、加載裝置、荷載量測裝置、沉降量測裝置及其它輔助工具。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.4檢

47、測步驟 1 檢測前的準備工作：場地測試面應進行平整，并使用毛刷掃去表面松土。當測試面處于斜坡上時，應將承載板支撐面做成水平面。 2 安置試驗儀器：（1）安置承載板及千斤，（2）安置測橋。 3 預加載：為穩(wěn)固承載板，預先加0.01MPa荷載約30s，待穩(wěn)定后卸除荷載，將沉降量測表讀數(shù)調(diào)零。 4 加載與卸載：變形模量Ev2試驗第一次加載必須至少分6級，并以大致相等的荷載增量（0.08MPa）逐級加

48、載，達到最大荷載為0.5MPa或沉降量達到5mm時所對應的應力后，再進行卸載。承載板卸載應按最大荷載的50%、25%和0三級進行。卸載后，按照第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時各級相同的荷載進行第二次加載，直到第一次所加最大荷載的倒數(shù)第二級。每級加載或卸載過程必須在1min內(nèi)完成。加載或卸載時，每級荷載的保持時間為2min，在該過程中荷載應保持恒定。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.5 資料整理與計算 變形模量E

49、V2測試儀包括數(shù)據(jù)自動采集計算和數(shù)據(jù)人工記錄兩種類型。數(shù)據(jù)自動采集計算型的變形模量EV2測試儀，可根據(jù)每級荷載的測試數(shù)據(jù)自動計算并打印荷載——沉降曲線和變形模量值。數(shù)據(jù)人工記錄型的變形模量EV2測試儀，可根據(jù)每一級荷載的應力б和相應的荷載板中心的沉降量S，按以下計算方法，通過相應軟件或可編程計算器計算試驗結(jié)果，即根據(jù)試驗測試的每一級荷載的應力б和相應的荷載板中心的沉降量s，確定應力與沉降量關(guān)系式、計算變形模量值和繪制荷載—沉降曲線。,2

50、.7 變形模量EV2檢測,2.7.6 試驗中應注意的問題 1 試驗場地及環(huán)境條件應符合下列要求： 1）對于水分揮發(fā)快的中粗砂，表面結(jié)硬殼、軟化或因其他原因表層擾動的土，變形模量Ev2試驗應置于其影響以下進行，下挖深度應不大于承載板直徑。 2）土體的含水率對其強度測定有較大的影響，因此，試驗時土體的含水率變化范圍應是在其使用期間所能保持的范圍。對于粗、細粒均質(zhì)土，宜在壓實后2～4h內(nèi)開始試驗。 3）測試

51、面應水平無坑洞。對于粗粒土或混合料填層造成表面凹凸不平，承載板下應鋪一層厚約2～3mm的干燥中砂或石膏膩子。 4）試驗時測試點必須遠離震源，以保證測試精度。 5）雨天或風力大于6級的天氣不得進行試驗。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.6 試驗中應注意的問題 2 含水量對變形模量Ev2和地基系數(shù)K30測試值的影響。對于級配碎石或級配礫石、表面容易板結(jié)的填料，剛碾壓完時，含水量偏高，路基的變形模量Ev2和地基

52、系數(shù)K30值較低；但隨著時間推移，填料中的水分逐漸蒸發(fā)，含水量降低，在低含水量情況下，并當填料中含有粉細顆粒物質(zhì)如石粉時，水在填料顆粒間起粘結(jié)作用，而且通過水的吸力和表面張力現(xiàn)象增加了顆粒間的有效應力，導致變形模量Ev2和地基系數(shù)K30測試值提高。而路基壓實后真實的Ev2和K30測試值，應該是路基使用期間所能保持的含水量情況下的測試值。 3 當試驗場地面不平整時，有些操作者往往是放置承載板后以轉(zhuǎn)動幾下或以承載板不晃動為標準，認

53、為就符合要求，而實際上，有時測試面看上去較平，但當試驗結(jié)束后提起承載板，通過試驗面上的壓痕會發(fā)現(xiàn)試驗面與承載板接觸面不大，甚至只有少數(shù)幾點支撐，這就會存在應力集中，影響試驗結(jié)果。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.6 試驗中應注意的問題 4 變形模量Ev2試驗的一次加載不能用于計算地基系數(shù)K30值。雖然地基系數(shù)K30試驗是通過平板載荷試驗的一次加載獲得，但地基系數(shù)K30試驗的一次加載與變形模量Ev2試驗的一次加載有兩點不同

54、之處： 1）每級的加載增量不同。變形模量Ev2試驗的加載增量是0.08MPa, 而地基系數(shù)K30試驗的加載增量是0.04MPa。 2）荷載增量的時間間隔不同。變形模量Ev2試驗要求荷載增量的時間間隔為2分鐘；而地基系數(shù)K30試驗要求：每增加一級荷載，當一分鐘的下沉量不大于該級荷載產(chǎn)生的下沉量的1%時，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)，然后增加下一級荷載。通常情況下, 地基系數(shù)K30試驗時，每級荷載的下沉量穩(wěn)定時間大于2分鐘,所

55、以，如果用變形模量Ev2試驗的一次加載來計算地基系數(shù)K30值，則得出的K30值要大于實際值。 在做變形模量Ev2試驗時，容易出現(xiàn)加載時施加了比預定荷載大的荷載，或卸載時釋放了比預定荷載小的荷載；在這種情況下，應保持該荷載，將其記錄在試驗記錄表中，并加以注明；計算時按荷載的實際值和與之相對應的沉降量計算。不應為了與預定荷載相一致，而再去減小或增加荷載。 采用變形模量Ev2評價路基壓實質(zhì)量時，不僅要要求變形模量Ev2達到規(guī)定指標，而且還

56、應對Ev2/Ev1值有要求；Ev2/Ev1值大，說明一次變形模量Ev1值小，即路基的塑性變形較大，路基壓實不充分。«德國交通區(qū)域開挖工程補充合同技術(shù)條款和規(guī)定»（ZTVE—StB 97）中要求Ev2/Ev1≤2.5。,2.7 變形模量EV2檢測,2.7.6 試驗中應注意的問題 5 在做變形模量Ev2試驗時，容易出現(xiàn)加載時施加了比預定荷載大的荷載，或卸載時釋放了比預定荷載小的荷載；在這種情況下，應保持該荷載

57、，將其記錄在試驗記錄表中，并加以注明；計算時按荷載的實際值和與之相對應的沉降量計算。不應為了與預定荷載相一致，而再去減小或增加荷載。 6 采用變形模量Ev2評價路基壓實質(zhì)量時，不僅要要求變形模量Ev2達到規(guī)定指標，而且還應對Ev2/Ev1值有要求；Ev2/Ev1值大，說明一次變形模量Ev1值小，即路基的塑性變形較大，路基壓實不充分。«德國交通區(qū)域開挖工程補充合同技術(shù)條款和規(guī)定»（ZTVE—StB 97）中要