1、高速鐵路路基檢測(cè)技術(shù)2022/7/242主要內(nèi)容高速鐵路路基檢測(cè)必要性壓實(shí)系數(shù)K孔隙率n地基系數(shù)K30動(dòng)態(tài)變形模量Evd靜態(tài)變形模量Ev2施工過(guò)程中動(dòng)態(tài)檢測(cè)（FDVK）2022/7/243高速鐵路路基檢測(cè)必要性一方面可以評(píng)價(jià)路基施工過(guò)程中或竣工后路基的質(zhì)量，檢驗(yàn)路基是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證路基是否具有足夠的強(qiáng)度能夠承受列車動(dòng)荷載的作用，同時(shí)又具備保證列車安全、舒適運(yùn)行的合理剛度；2022/7/244高速鐵路路基檢測(cè)必要性另一方面，可以了解施工過(guò)程的質(zhì)量情況，控制施工進(jìn)度，促進(jìn)施工單位改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，保質(zhì)保量地完成施工任務(wù)。2022/7/245壓實(shí)系數(shù)K環(huán)刀法灌水法灌砂法氣囊法核

2、子濕度密度儀鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB101022004）2022/7/246孔隙率n灌水法灌砂法氣囊法鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB101022004）2022/7/247K30平板載荷試驗(yàn)鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB101022004） 地基系數(shù)K302022/7/248 地基系數(shù)K30是日本和我國(guó)在鐵路路基檢測(cè)中常用的方法，是采用單循環(huán)荷載試驗(yàn)。用單位面積壓力除以承壓板相應(yīng)的下沉量表示的（MPa/m），計(jì)算時(shí)選用的沉降量為0.125cm。以級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石的基床表層為前提的路堤結(jié)構(gòu)，列車荷載產(chǎn)生的道床壓力，通過(guò)基床表層結(jié)構(gòu)大致均勻地分布在路堤上部，作用范圍比以往采用土質(zhì)基床表層要大，從壓力

3、的傳遞程度及路堤堤身承受壓力的情況看，采用直徑為30cm的承壓板試驗(yàn)確定路基填土的承載力密實(shí)度與列車荷載實(shí)際傳遞狀況相接近，比以往的規(guī)定要合理。2022/7/249Evd 動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB101022004） 動(dòng)態(tài)變形模量Evd 2022/7/2410鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB101022004）標(biāo)志著動(dòng)態(tài)變形模量術(shù)語(yǔ)Evd 符號(hào)正式在我國(guó)鐵路規(guī)范中采用動(dòng)態(tài)變形模量 Evd 的定義 動(dòng)態(tài)變形模量Evd （英文：dynamic modulus of deformation）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

4、 =1.5r /s計(jì)算得出， 其中：Evd動(dòng)態(tài)變形模量（MPa）； r 圓形剛性荷載板的半徑（mm）； 荷載板下的最大沖擊動(dòng)應(yīng)力，它是通過(guò)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 =0.1 MPa； 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)。 實(shí)測(cè)結(jié)果采用公式 Evd =22.5/s 計(jì)算。Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀基本原理 利用落錘從一定高度自由下落在阻尼裝置上，產(chǎn)生的瞬間沖擊荷載，通過(guò)阻尼裝置及傳力系統(tǒng)傳遞給直徑300mm的承載板，在承載板下面（即測(cè)試面）產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力，使承載板發(fā)生沉陷s 即承載板振動(dòng)的振幅，由沉陷測(cè)定儀采集記錄

5、下來(lái)。沉陷值s 越大，則被測(cè)點(diǎn)的承載力越??；反之，越大。承載板落錘阻尼裝置傳感器路基面2022/7/24131.脫鉤裝置；2.落錘； 3.導(dǎo)向桿4.阻尼裝置；5.荷載板；.6.沉陷測(cè)定儀Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀 20多年的發(fā)展歷史2022/7/2415動(dòng)態(tài)變形模量Evd是德國(guó)九十年代開(kāi)始采用的新型路基壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從研究開(kāi)發(fā)至今已有近二十年的歷史。動(dòng)態(tài)變形模量Evd標(biāo)準(zhǔn)首先應(yīng)用于道路建設(shè)、路面墊層、管道和電纜溝槽、渠道、基礎(chǔ)回填等工程。1997年2月德國(guó)頒布執(zhí)行的德國(guó)鐵路建設(shè)輕型落錘儀使用規(guī)定（NGT39）標(biāo)志著動(dòng)態(tài)變形模量Evd標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始在鐵路工程中正式采用。關(guān)于國(guó)外Evd發(fā)展情況的說(shuō)明：2

6、022/7/2416動(dòng)態(tài)變形模量Evd 標(biāo)準(zhǔn)的最大特點(diǎn)是能夠反映列車在高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力對(duì)路基的真實(shí)作用狀況。1999年12月20日頒布執(zhí)行的德國(guó)鐵路規(guī)范DS836.0501中，按路基結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)速度、填土種類、工程部位的不同，明確規(guī)定了各種情況下的動(dòng)態(tài)變形模量Evd的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，其中，設(shè)計(jì)速度300km/h的高速鐵路路基基床表層的Evd設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50MPa。關(guān)于國(guó)外Evd發(fā)展情況的說(shuō)明：2022/7/24172022/7/24182022/7/24192022/7/24202022/7/24212022/7/2422國(guó)際上廣泛采用的是德國(guó)HMP公司生產(chǎn)的LFG型Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀

7、，亦稱“輕型落錘儀”（LFG是“輕型落錘儀”的德文縮寫），該儀器從開(kāi)發(fā)應(yīng)用至今己有20多年的歷史，儀器的性能、質(zhì)量、功能以及軟件已相當(dāng)完善，居國(guó)際領(lǐng)先地位。德國(guó)LFG型Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀在我國(guó)有20多臺(tái)已用于秦沈客運(yùn)專線、新長(zhǎng)線、寧啟線、渝懷線、京滬高速鐵路昆山試驗(yàn)段、膠濟(jì)線、武九線、鄭徐線、濱洲線、浙贛線、宜萬(wàn)線、津浦線、大秦線等新線和既有線的建設(shè)與改造中。關(guān)于國(guó)外Evd發(fā)展情況的說(shuō)明：2022/7/2423關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：1999年鐵道部立項(xiàng)的科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“秦沈客運(yùn)專線路基關(guān)鍵技術(shù)研究（D）施工質(zhì)量監(jiān)控測(cè)試儀器的研制（合同編號(hào)99G13）”由石家莊鐵道學(xué)院、鐵道

8、建筑研究設(shè)計(jì)院、鐵道部科學(xué)研究院三家分別研制出三套不同的路基施工質(zhì)量檢測(cè)儀器樣機(jī)：2022/7/2424關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：石家莊鐵道學(xué)院 路基施工質(zhì)量監(jiān)控儀鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀鐵道部科學(xué)研究院 路基動(dòng)剛度儀2022/7/2425關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：經(jīng)過(guò)了3年的研究，作為科研課題，于2002年3月通過(guò)了鐵道部科技成果鑒定。三臺(tái)樣機(jī)從設(shè)計(jì)原理、測(cè)試參數(shù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上都截然不同：2022/7/2426關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：石家莊鐵道學(xué)院路基施工質(zhì)量監(jiān)控儀檢測(cè)的是波速VR；鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀檢測(cè)的是動(dòng)態(tài)變形模量Evd，原理與德國(guó)的LFG型

9、Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀相同；2022/7/2427關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：鐵道部科學(xué)研究院路基動(dòng)剛度儀名義上檢測(cè)的是動(dòng)剛度，但實(shí)際上的測(cè)試參數(shù)的定義和符號(hào)均沒(méi)有明確提出，外型上雖然與動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀相似，而實(shí)際上設(shè)計(jì)原理有本質(zhì)的區(qū)別。它只是簡(jiǎn)單地把動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)位移的比值作為它的檢測(cè)參數(shù)，但按該樣機(jī)實(shí)際測(cè)出的動(dòng)應(yīng)力并不是真實(shí)的動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)位移。2022/7/2428關(guān)于國(guó)內(nèi)Evd研究情況的說(shuō)明：目前，三臺(tái)樣機(jī)均還沒(méi)有國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，其原因是：石家莊鐵道學(xué)院研制的路基施工質(zhì)量監(jiān)控儀所測(cè)的波速VR、鐵道部科學(xué)研究院研制的路基動(dòng)剛度儀所測(cè)的動(dòng)剛度參數(shù)和試驗(yàn)方法均沒(méi)有納入規(guī)程、規(guī)范，還有待于進(jìn)一步研究

10、。鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院研制的動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀由于元器件的精度、制造工藝水平及標(biāo)定手段所限，目前還不具備產(chǎn)品化條件。 Evd檢測(cè)設(shè)備Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀 Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀 用途： 監(jiān)控檢測(cè)土體承載力指標(biāo)動(dòng)態(tài)變形模量Evd和地基系數(shù)K30 。適用范圍： 鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、城市交通、港口碼頭、工業(yè)與民用建筑的地基施工質(zhì)量監(jiān)控測(cè)試。 特點(diǎn)體積小、重量輕、便于攜帶安裝及拆卸方便、操作簡(jiǎn)便自動(dòng)化程度高、測(cè)試速度快性能穩(wěn)定、測(cè)試精度高檢測(cè)費(fèi)用低適應(yīng)范圍廣環(huán)保型，無(wú)核輻射、廢氣等污染動(dòng)載測(cè)試符合土體實(shí)際受力狀況 Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀 主要結(jié)構(gòu)組成加載裝置 掛（脫）鉤裝置(帶水準(zhǔn)泡) 導(dǎo)向

11、桿 落錘 阻尼裝置荷載板 圓形鋼板 傳感器沉陷測(cè)定儀(存儲(chǔ)、與電腦連接)打印機(jī) Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀Evd 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備平整測(cè)試面放置荷載板加載裝置在荷載板上就位用測(cè)量電纜將沉陷測(cè)定儀與荷載板連接松開(kāi)搬運(yùn)鎖 Evd 試驗(yàn)步驟打開(kāi)沉陷測(cè)定儀電源使導(dǎo)向桿保持垂直進(jìn)行三次預(yù)沖擊連續(xù)三次沖擊測(cè)試顯示三次測(cè)試的沉陷值S1、S2、S3顯示三次平均沉陷值Sm和動(dòng)態(tài)變形模量值Evd儲(chǔ)存并打印測(cè)試結(jié)果 Evd 測(cè)試演示 Evd 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀 標(biāo) 定 德國(guó)道路建設(shè)巖土測(cè)試工程規(guī)范(TB BF-StB Part B 8.3)1997年頒布授權(quán)的測(cè)試標(biāo)定機(jī)構(gòu)出廠前標(biāo)定每年標(biāo)定一次修理后標(biāo)定 使用者每三個(gè)月

12、校驗(yàn)標(biāo)定記錄中的落錘落距Evd相關(guān)規(guī)范國(guó)內(nèi)1、鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程(TB10102-2004)2、鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10414-2003，J285-2004）3、京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（2004修訂版）4、京滬高速鐵路路基施工暫行規(guī)定（2004在編）5、京滬高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)（2004在編）6、鐵路工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)（2004在編） 國(guó)外德國(guó)鐵路建設(shè)輕型落錘儀使用規(guī)定（NGT39）德國(guó)道路建設(shè)土方工程補(bǔ)充合同技術(shù)條款和規(guī)定（ZTVE-StB94)德國(guó)土方工程基層補(bǔ)充合同技術(shù)條款（ZTVE-StB95)德國(guó)交通行業(yè)開(kāi)挖工程補(bǔ)充合同技術(shù)條款和規(guī)定（ZTVE-S

13、tB97) Evd與K30的相關(guān)性試驗(yàn)結(jié)果 (相關(guān)系數(shù)） 現(xiàn)場(chǎng) 室內(nèi)細(xì)粒土: 0.926 0.967粗粒土: 0.913 0.926碎石土: 0.915 0.946級(jí)配碎石: 0.915 0.947 Evd與K30的相關(guān)關(guān)系式細(xì)粒土: K30 = 3.45 Evd + 0.1 粗粒土: K30 = 3.33 Evd + 6.09碎石土: K30 = 3.10 Evd + 14.3級(jí)配碎石:K30 = 3.49 Evd + 14.4 摘自鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB10102-2004）京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定表4.2.2-1級(jí)配碎石基床表層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填料厚度（m）壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)備注地

14、基系數(shù)K30（MPa/m）動(dòng)態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n級(jí)配碎石0.71905518%路堤級(jí)配碎石0.551905518% 當(dāng)為軟質(zhì)巖、強(qiáng)風(fēng)化的硬質(zhì)巖及土質(zhì)路塹時(shí)中粗砂0.1513045注：基床表層的K30、Evd、n 三項(xiàng)指標(biāo)要求同時(shí)檢測(cè)，均必須滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 填料厚度（m）壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)地基系數(shù)K30（MPa/m）動(dòng)態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n級(jí)配砂礫石0.71905518%表4.2.2-3級(jí)配砂礫石基床表層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定注：基床表層的K30、Evd、n 三項(xiàng)指標(biāo)要求同時(shí)檢測(cè)，均必須滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 過(guò)渡段級(jí)配碎石填筑標(biāo)準(zhǔn)：K30150MPa/m

15、Evd50MPa n 28%京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定Evd 主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面：一、鐵路新線建設(shè)、既有線提速改造建設(shè) 依據(jù)鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程 （TB10102-2004）、 鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) （TB10414-2003，J285-2004） 將“Evd動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)”作為“K30平板載荷試驗(yàn)”的快速試驗(yàn)方法，根據(jù)Evd與K30的相關(guān)關(guān)系式，由Evd 測(cè)試值推算出K30 值。Evd 主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面：二、高速客運(yùn)專線鐵路建設(shè) 依據(jù)京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 京滬高速鐵路路基施工暫行規(guī)定京滬高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn) 可將通過(guò)“Evd 動(dòng)態(tài)平板載

16、荷試驗(yàn)”取得的動(dòng)態(tài)變形模量Evd 值直接用于評(píng)判路基的壓實(shí)質(zhì)量。Evd 在既有鐵路提速改建中的應(yīng)用特點(diǎn) 膠濟(jì)線、鄭徐線、武九線、浙贛線的應(yīng)用表明：時(shí)間優(yōu)勢(shì)檢測(cè)速度快 既有線在不間斷運(yùn)營(yíng)的情況下，行車密度大，K30檢測(cè)一點(diǎn)需要3060分鐘，而Evd只需要23分鐘。儀器優(yōu)勢(shì)小型、便攜 既有線道碴已存在，檢測(cè)Evd只需扒開(kāi)直徑30cm的面積即可，而K30基準(zhǔn)桿還需要較大的地方、加載裝置也需要較大的空間。經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)檢測(cè)費(fèi)用低 Evd檢測(cè)中不需要額外的大噸位加載裝置，避免了臺(tái)班費(fèi)用，操作只需一個(gè)人即可，減少了人工費(fèi)用。安全優(yōu)勢(shì)易于快速撤離 既有線在不間斷運(yùn)營(yíng)的情況下，行車密度大， Evd儀器重量輕，一個(gè)人

17、就可以提起并快速撤離。LFG型Evd 在我國(guó)鐵路中的應(yīng)用既有線提速改建（膠濟(jì)線、鄭徐線、武九線、浙贛線、呼準(zhǔn)線、濱洲線、津浦線、大秦線）新建高速鐵路（京滬高速昆山試驗(yàn)段）新建客運(yùn)專線（秦沈客運(yùn)專線）新建普速鐵路（新長(zhǎng)線、寧啟線、渝懷線、宜萬(wàn)線、煙大線 ） 京滬高速昆山試驗(yàn)段路基京滬高速昆山試驗(yàn)段涵洞路基過(guò)渡段Evd在膠濟(jì)線的使用2004立項(xiàng)、2005開(kāi)工9條客運(yùn)專線鐵路工程武廣、鄭西、石太京津、合寧、合武溫福、福廈、甬溫規(guī)定Evd作為基床表層和過(guò)渡段的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定表4.2.2-1級(jí)配碎石基床表層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填料厚度（m）壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)備注地基系數(shù)K30（MPa/m

18、）動(dòng)態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n級(jí)配碎石0.71905518%路堤級(jí)配碎石0.551905518% 當(dāng)為軟質(zhì)巖、強(qiáng)風(fēng)化的硬質(zhì)巖及土質(zhì)路塹時(shí)中粗砂0.1513045填料厚度（m）壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)地基系數(shù)K30（MPa/m）動(dòng)態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n級(jí)配砂礫石0.71905518%表4.2.2-3級(jí)配砂礫石基床表層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定注：基床表層的K30、Evd、n 三項(xiàng)指標(biāo)要求同時(shí)檢測(cè)，均必須滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 過(guò)渡段級(jí)配碎石填筑標(biāo)準(zhǔn)：K30150MPa/m Evd50MPa n 28%京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定2022/7/2454靜態(tài)變形模量Ev22022/7/2455 靜態(tài)變形模量Ev2是西歐、北美等國(guó)已廣泛使用的鐵路路基壓實(shí)檢測(cè)方法。在荷載板試驗(yàn)應(yīng)用過(guò)程中，常用的加載方式有單循環(huán)靜載和二次循環(huán)靜載。單循環(huán)靜載是按每級(jí)40kPa加載，當(dāng)每級(jí)加載完成后，每間隔一分鐘讀取百分表一次，直至兩次讀數(shù)符合沉降穩(wěn)定要求，才能轉(zhuǎn)到下一級(jí)荷載，直至試驗(yàn)最大荷載為止。二次循環(huán)靜載也是按每級(jí)40kPa加載，分級(jí)