客運專線路基壓實標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)課件(2)

1、客運專線路基壓實標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)（2）施工質(zhì)量地基處理的質(zhì)量控制要細(xì)化到施工工序及施工過程中的控制；7/19/20224施工質(zhì)量路基填料的質(zhì)量控制要嚴(yán)格控制填料最大粒徑與級配；7/19/20225施工質(zhì)量路堤填筑過程的質(zhì)量控制要嚴(yán)格控制填筑工藝（碾壓機具、分層厚度、碾壓遍數(shù)、含水量等具體要求）、檢測頻次及數(shù)量；7/19/20226施工質(zhì)量路橋、路涵等各類過渡段的質(zhì)量控制施工工藝、機具設(shè)備、填料質(zhì)量、沉降觀測、檢測頻次與數(shù)量；7/19/20227施工質(zhì)量工后沉降的觀測與控制加強施工過程中的沉降觀測（觀測斷面的布置、觀測精度與頻次的要求），指導(dǎo)施工與設(shè)計；7/19/20228施工質(zhì)量路基附屬物：綜合

2、地線、電纜溝槽、接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)、聲屏障基礎(chǔ)等部分的路基質(zhì)量控制要細(xì)化到施工工序及施工過程中的控制，增加電纜溝槽下面路基的檢測頻次與數(shù)量。 7/19/20229驗收標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國際咨詢結(jié)果，無碴軌道路基的質(zhì)量檢測頻次和數(shù)量是有碴軌道的2倍，因此，必須強化質(zhì)量檢測。 7/19/202210設(shè)計質(zhì)量體現(xiàn)在： 無碴軌道設(shè)計對路基的要求。 以路基頂面為界，上部無碴軌道結(jié)構(gòu)，下部路基。 下部必須滿足上部的要求。上下要求的標(biāo)準(zhǔn)（指標(biāo)）要一致。7/19/202211 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

3、態(tài)二次變形模量Ev2和動態(tài)變形模量Evd壓實標(biāo)準(zhǔn)。 因此，路基上若采用德國的無碴軌道結(jié)構(gòu)形式，就存在路基壓實標(biāo)準(zhǔn)不一致的問題。由此，引出Ev2標(biāo)準(zhǔn)。7/19/202212京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（上、下）Evd 的相關(guān)規(guī)定級配碎石基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn)填料厚度（m）壓實標(biāo)準(zhǔn)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7/19/202213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 836.05017/19/202214德國無碴軌道設(shè)計對路基面的要求 Ev2、 Evd7/19/202215Ev2 與K30物

4、理意義計算公式檢測方法設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 本質(zhì)區(qū)別不能代替7/19/2022162005前我國Ev2的狀況無儀器設(shè)備無檢測規(guī)程無設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)無設(shè)計經(jīng)驗7/19/202217 為盡快解決我國客運專線路基上修建無碴軌道的關(guān)鍵技術(shù)問題，加緊引進(jìn)、消化、吸收德國Ev2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、儀器設(shè)備、 試驗規(guī)程是十分必要的。 7/19/202218 Ev2是德國、法國及歐洲一直沿用的、成熟的路基壓實設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)，德國鐵路路基標(biāo)準(zhǔn)DS 836（Ril 836）中無碴軌道和有碴軌道均采用Ev2和Evd設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 7/19/202219中國 K30 Ev2 Evd n （K）德國 Ev2 Evd Dpr（na） + FDVK中德

5、客運專線無碴軌道路基壓實標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)選取對照：7/19/202220 路基上若采用德國的無碴軌道結(jié)構(gòu)形式，路基壓實標(biāo)準(zhǔn)也將相應(yīng)地采用德國的標(biāo)準(zhǔn)。因此，鐵道部2005年10月09日發(fā)布實施的客運專線無碴軌道鐵路設(shè)計指南(鐵建設(shè)函2005754號)中納入了Ev2路基壓實標(biāo)準(zhǔn)。7/19/202221基床表層級配碎石壓實標(biāo)準(zhǔn) 填料 壓 實 標(biāo) 準(zhǔn) 地基系數(shù)K30(MPa/m) 變形模量Ev2（MPa） 動態(tài)變形模量Evd（MPa） 孔隙率n 級配碎石 1901205018%客運專線無碴軌道鐵路設(shè)計指南鐵建設(shè)函2005754號7/19/202222基床底層壓實標(biāo)準(zhǔn)填料壓實標(biāo)準(zhǔn)改良細(xì)粒土砂類土及細(xì)粒土碎石類及

6、粗礫土A、B組填料及改良土地基系數(shù)K30(MPa/m)110130150變形模量Ev2(MPa)606060動態(tài)變形模Evd(MPa) 353535壓實系數(shù)K0.95孔隙率n 28% 28%7/19/202223基床以下路堤填料及壓實標(biāo)準(zhǔn)填料壓實標(biāo)準(zhǔn)改良細(xì)粒土砂類土及細(xì)粒土碎石類及粗礫土A、B、C組（不含細(xì)粒土、粉砂及易風(fēng)化軟質(zhì)巖塊石土）填料及改良土地基系數(shù)K30(MPa/m)90110130變形模量Ev2(MPa)454545壓實系數(shù)K0.92孔隙率n 31% 31%7/19/202224靜態(tài)二次變形模量Ev2 測試儀 Ev2 試驗規(guī)程執(zhí)行德國DIN18134標(biāo)準(zhǔn) 2005年鐵道部組織編寫的

7、變形模量Ev2檢測規(guī)程主要參照DIN18134。7/19/202225靜態(tài)二次變形模量Ev2定義7/19/202226由荷載板試驗得出的變形模量Ev 為了對承載力做出定量的估計和評價，應(yīng)將能考慮到空間效應(yīng)的應(yīng)力-變形特征的變形模量確定出來。這些變形模量更接近于真實的形狀改變特性。它們被標(biāo)明為變形模量Ev。借助于土體的剛性荷載板試驗來確定這些變形模量Ev。 通過加載將應(yīng)力 施加到受檢驗的地基面上，并測量出由此而產(chǎn)生的沉降 s。依據(jù)彈性均質(zhì)半無限體空間理論（BOUSSINESQ），對于剛性圓形荷載板在應(yīng)力和沉降之間有如下關(guān)系:E半無限空間體的彈性模量；r 剛性荷載板半徑； 泊松比（對于砂 =0.2

8、，對于粘土 =0.4 ）。對于 =0.21 則給出“荷載板壓力公式”：Ev = (1.5 r ) / s 變形模量Ev還有進(jìn)一步的定義，表示它源于往復(fù)靜載試驗的第一次加載過程（Ev1）或者第二次加載過程（Ev2）以及源于動載試驗過程（Evd）。 對于土體承載力的評估而言，變形模量Ev是最重要的參數(shù)。7/19/202227平板載荷試驗應(yīng)力位移曲線（ s）7/19/202228變形模量 Ev 土體的變形模量Ev 值是通過一次加載或重復(fù)加載測得的應(yīng)力0位移s曲線上0.30 max 和 0.70 max 之間的位移割線斜率來確定的。其中， 一次加載曲線上為靜態(tài)一次變形模量Ev1 二次加載曲線上為靜態(tài)二

9、次變形模量Ev2Ev1 = (1.5 r )/ s1Ev2 = (1.5 r )/ s2 7/19/202229Ev1、Ev2、K30概念解釋Ev1 = (1.5 r )/ s1(MPa)Ev2 = (1.5 r )/ s2(MPa)1.25mmK30 =/1.25 (MPa/m)7/19/202230DIN 18134 變形模量是基于一次加載和二次加載應(yīng)力位移曲線，通過二次多項式方程計算得到的。 s = a0 + a10 + a220 0承載板下的平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，單位：MN/m； s 承載板的位移，單位： mm； a0二次多項式中的系數(shù)，單位： mm； a1二次多項式中的系數(shù)，單位： mm/(

10、MN/m2)； a2二次多項式中的系數(shù)，單位： mm/(MN2/m4)。 式中的系數(shù)是把測試值按最小誤差二乘法計算得到的。 7/19/202231DIN 18134變形模量Ev 由下式計算： Ev = 1.5 r 1/（a1 + a2 0max） 式中： Ev 變形模量，單位：MN/m； r 承載板半徑，單位： mm；0max最大平均標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力，單位： MN/m。 一次加載的變形模量值用Ev1表示， 二次加載的變形模量值用Ev2表示。7/19/202232特別提示！Dpr 與 Ev2 / Ev1存在以下關(guān)系：Dpr 1.0 Ev2 / Ev12.3 Dpr0.98 Ev2 / Ev12.5 Dp

11、r0.97 Ev2 / Ev12.6 一般規(guī)定Ev2 / Ev12.3注：當(dāng)Ev1超過Ev2 要求值的 60%時， Ev2 / Ev1允許略高于此規(guī)定值。7/19/202233Ev2測試儀的構(gòu)造7/19/202234德國PDG-K型Ev2 測試儀在路基上的使用承載板反力裝置加載裝置荷載量測裝置沉降量測裝置7/19/202235Ev2 測試儀的構(gòu)成PDG-SD型PDG-K型承載板加載裝置：液壓泵、千斤頂、高壓油軟管荷載量測裝置：壓力盒采集頭、采集處理器打印機沉降量測裝置：數(shù)顯百分表、測量臂（杠桿式）、采集頭、采集處理器PC專用數(shù)據(jù)處理軟件Ev2測試報告7/19/202236Ev2測試儀的操作演示

12、（錄象）7/19/202237Ev2測試儀基本組成a）加載反力裝置（配重）。b）平板載荷試驗儀，它由承載板、盒式水準(zhǔn)器、加載裝置、液壓泵、液壓缸和高壓軟管組成。c）垂直于承載面的用于檢測力和承載板位移的裝置。d）用于變形模量計算的數(shù)據(jù)處理器。7/19/202238加載反力裝置平板載荷試驗的加載反力裝置是必不可少的,它提供的反力至少要大于檢測中必須達(dá)到的最大荷載10kN以上。載重機動車,壓路機及適當(dāng)固定的重物都可作為加載反力裝置。 7/19/202239承載板承載板使用S355J0型鋼制成。加工中對光潔度和粗糙度偏差要求符合圖示1和2上的規(guī)定。承載板的直徑必須為300mm，厚度為25mm。圖中尺

13、寸以mm計，一般偏差范圍按:ISO 2768-mK圖例說明：1帶有萬向頭的中心受力栓 2手柄 3孔徑 圖1 帶測量孔的直徑300mm的承載板7/19/202240 加載裝置 加載裝置是由一根至少2m長的高壓軟管將液壓泵和液壓缸連接而成的，并以此來實現(xiàn)對承載板的加載和卸載。為了使力的傳遞準(zhǔn)確無誤，液壓缸必須兩邊固定，以防傾斜和翻倒。它的上升高度至少要能達(dá)到150mm。測試儀檢測時的高度不得大于600mm，為了調(diào)整與加載反力裝置的距離，有時須附加一個延長裝置，這一裝置至少可以使液壓缸達(dá)到1000mm。加載裝置延長部分要保證其抗壓彎曲強度。7/19/202241 測力裝置 承載板與液壓缸之間設(shè)有一個機械或電子的力傳感器。測力裝置對每次加載測試所得到的數(shù)據(jù)誤差范圍最高不得超過1%。壓力顯示值：對于直徑300mm的承載板精度至少要求達(dá)到0.001MN/m2。力顯示值的精度必須與要求的壓力顯示值的精度一致。要求適應(yīng)的工作環(huán)境溫度范圍為040。7/19/202242位移測試裝置 a）按照秤桿原理設(shè)計的可旋轉(zhuǎn)的測量臂；位移測試時要考慮杠桿的比例hP:hM。圖 帶觸點的位移測試裝置圖例7/19/202243位移測試裝置 b）單軸可伸縮移動的測量臂;位移測試比例為1:1。圖 帶觸點的位移測試裝置圖例7/19/20