1、Evd動態(tài)平板載荷試驗第一頁，共35頁。一前言高速行車是鐵路現(xiàn)代化的重要標志。高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路的設(shè)計、施工、檢測及養(yǎng)護維修提出了新的挑戰(zhàn)和新的要求。就路基工程而言，最關(guān)鍵的就是路基的工后沉降控制問題。路基是軌道的基礎(chǔ)，控制路基變形就是為高速線路提供一個平坦、均勻和穩(wěn)定的軌下基礎(chǔ)。由于路基是一種土工結(jié)構(gòu)物，是整個線路結(jié)構(gòu)中最薄弱、最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)，也是軌道變形的主要來源。第二頁，共35頁。所以可以說，路基的施工質(zhì)量關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、進度和行車安全，科學、合理的試驗檢測方法則是保證路基施工質(zhì)量的重要措施。在路基工程施工中，土體壓實是一個最基本的問題，但僅僅用壓實度指標來檢測和判斷壓實質(zhì)量

2、有其局限性。相同壓實度的土體其力學性能可能會有較大的差異。第三頁，共35頁。因此，在檢測壓實度的基礎(chǔ)上，還應將強度及變形指標作為反映路基承載力的標準，即抗力檢測法是國內(nèi)外路基施工質(zhì)量檢測技術(shù)的發(fā)展方向。 路基的承載力在決定線路的平順與穩(wěn)定，保證列車能快速、安全運行及路基的耐用性能上起著重要作用。因為列車在運行時，沖擊力引起的路基變形是由路基的強度所決定。第四頁，共35頁。傳統(tǒng)的強度及變形參數(shù)指標是通過靜態(tài)平板載荷試驗測得的，即檢測地基系數(shù)K30指標。而路基實際承受的荷載不僅有靜荷載，還有列車運行時對路基產(chǎn)生的動荷載。特別是隨著列車提速和高速鐵路的出現(xiàn)，動荷載產(chǎn)生的沖擊力對路基的影響更為明顯，也

3、就是說，路基的穩(wěn)定和變形問題主要是由于動荷載引起的。第五頁，共35頁。所以，采用模擬列車運行時產(chǎn)生的動應力及動應變指標作為路基的填筑質(zhì)量檢測標準將更科學合理、更符合實際情況。 第六頁，共35頁。二 .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基面，在沖擊能相同的條件下，測試路基面的垂直變形值，以此計算路基動態(tài)變形模量Evd值。第七頁，共35頁。與動力觸探法檢測路基的承載力相比，它們的相似之處是：它們都是采用一定質(zhì)量的落錘，以一

4、定高度自由下落沖擊路基面；但兩者的檢測原理和檢測方法完全不同。動力觸探設(shè)備簡單，操作方便，檢測速度快，但影響測試結(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、探桿的連結(jié)剛度等，是一種較為粗略的定性方法。第八頁，共35頁。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。 第九頁，共35頁。動態(tài)變形模量測試儀由落錘儀和沉陷測定儀組成。落錘儀主要包括：脫鉤裝置、落錘、導向桿、阻尼裝置和承載板等。沉陷測定儀主要包括：測振傳感器、放大器、數(shù)據(jù)處理器、打印機和電源等部分。 第十頁，共

5、35頁。第十一頁，共35頁。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。第十二頁，共35頁。根據(jù)平板壓力公式，動態(tài)變形模量： Evd=15r/S (MPa)其中：1.5承載板形狀影響系數(shù)-路基面最大動應力（MPa） S承載板的沉陷值(mm) r-承載板的半徑,150mm第十三頁，共35頁。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符合列車

6、高速運行時對路基產(chǎn)生的沖擊力，京滬高速鐵路線橋隧站設(shè)計暫規(guī)中規(guī)定，路基面最大設(shè)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。第十四頁，共35頁。三、動態(tài)平板載荷試驗操作方法1. 試驗前的準備平整測試面放置荷載板加載裝置在荷載板上就位用測量電纜將沉陷測定儀與荷載板連接松開搬運鎖第十五頁，共35頁。2.試驗步驟打開沉陷測定儀電源使導向桿保持垂直進行三次預沖擊連續(xù)三次沖擊測試顯示三次測試的沉陷值S1、S2、S3顯示三次平均沉陷值Sm和動態(tài)變形模量值Evd儲存并打印測試結(jié)果第十六頁，共35頁。試驗記錄表 第十七頁，共35頁。四 . 主要技術(shù)指標 1適用及測試范圍：符合現(xiàn)

7、行規(guī)范的各類路基土及基床填料。（1）適用的土壤種類范圍與K30平板載荷儀相同，即可用于不大于荷載板直徑1/4的各類土和土石混合填料。（2）測試范圍：10MPaEvd225MPa（3）測試影響深度：0500mm第十八頁，共35頁。 2.加載裝置（1）加載裝置重：15kg，其中落錘重：10kg（2）最大沖擊力：7.07kN（3）沖擊力持續(xù)時間：182ms3.載荷板重量：15 kg，直徑：300mm，厚度：20 mm4.沉陷測定儀（1）沉陷測試范圍 ：0.10mm2.000.04mm（2）重量： 5kg第十九頁，共35頁。五. 動態(tài)變形模量測試儀的主要特點體積小、重量輕、便于攜帶安裝及拆卸方便、操作

8、簡便自動化程度高、測試速度快，檢測一點只需三分鐘性能穩(wěn)定、測試精度高檢測費用低適應范圍廣環(huán)保型，無核輻射、廢氣等污染動載測試符合土體實際受力狀況第二十頁，共35頁。六.動態(tài)變形模量儀與K30對比試驗情況DBM型動態(tài)變形模量測試儀于19992001年分別在秦沈客運專線、新長線、寧啟線等高速路基試驗段工程中試用，完成了細粒土、粗粒土、碎石土和級配碎石等四類土共800多組動態(tài)變形模量Evd與地基系數(shù)K30值的相關(guān)性對比試驗。根據(jù)對比試驗實測數(shù)據(jù)分析，動態(tài)變形模量Evd值與K30值之間有較好的相關(guān)關(guān)系。路基土體越均質(zhì)，相關(guān)性就越強，反之就弱。第二十一頁，共35頁。細粒土：K30=3.45Evd0.1

9、粗粒土：K30=3.33Evd6.1 碎石土：K30=3.10Evd14.3 級配碎石：K30=3.49Evd14.4 單位： K30MPa/m Evd MPa第二十二頁，共35頁。第二十三頁，共35頁。七、國內(nèi)動態(tài)變形模量測試儀發(fā)展情況1999年鐵道部結(jié)合秦沈客運專線建設(shè)，將“秦沈客運專線路基關(guān)鍵技術(shù)研究施工質(zhì)量監(jiān)控測試儀器的研制（動態(tài)變形模量測試儀的研制）”列為鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目，該課題由鐵道建筑研究設(shè)計院承擔（鐵道第五勘察設(shè)計院）其主要目標是：研制出設(shè)備輕便、檢測速度快、測試精度高及性能可靠的用于路基施工質(zhì)量監(jiān)控的檢測設(shè)備。第二十四頁，共35頁。通過三年多的研究、設(shè)計、制造和試驗

10、工作，于2002年3月通過了鐵道部科技成果鑒定；并獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局授予專利權(quán)（專利號：ZL992555418）；動態(tài)平板載荷填土承載力檢測工法被評為2002年鐵路部級工法，并推薦為國家級工法。 第二十五頁，共35頁。第二十六頁，共35頁。八、國外動態(tài)變形模量測試儀德國HMP公司LFG型動態(tài)變形模量測試儀 第二十七頁，共35頁。德國ZORN公司ZFG型動態(tài)變形模量測試儀 第二十八頁，共35頁。京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（上、下） Evd 的相關(guān)規(guī)定填料厚度（m）壓實標準備注地基系數(shù)K30（MPa/m）動態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n級配碎石0.60.65 1905518%路堤級配碎石基床表層的壓實標準九、Evd相關(guān)標準第二十九頁，共35頁。過渡段級配碎石填筑標準：K30150MPa/m Evd50MPa n 28%京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（上、下） Evd 的相關(guān)規(guī)定第三十頁，共35頁。德國鐵路300km/h高速客運專線無碴軌道路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計橫斷面圖Ril 836.0501第三十一頁，共35頁。十、動態(tài)變形模量測試儀標定鐵路工程土工試驗規(guī)程（TB10102-2004）中明確規(guī)定：動態(tài)變形模量測試儀必須每年標定一次。鐵道第五勘察設(shè)計院2004年完成了國家科學技術(shù)部項