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1、中 水 四 局 宁 杭 客 运 专 线 中 心 试 验 室路基工程检测作 业 指 导 书批 准： 年 月 日审 核： 年 月 日编 写： 年 月 日一、K30、检验目的及适用范围：K30平板荷载是采用直径为30cm的荷载板测定下沉量为1.25mm时的地基系数的试验方法；适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料，测试有效深度为400-500mm。、检测环境要求：a、平板荷载试验应置于扰动带以下进行；b、对于粗、细粒均质土，宜在压实后2-4h内开始进行；c、测试面必须是平整无坑洞的地面；必要时铺2-3mm的干燥中砂或石膏腻子；测试面应远离震源；d、雨天或风力大于6级的天气，不得进行试
2、验。、检测标准：铁路工程土工试验规程 TB10102-2004、仪器设备：1).荷载板：荷载板为园形钢板, 其直径为30cm、板厚为25mm。荷载板上应带有水准泡。2).加载装置：a.液压千斤顶与手动油泵, 通过高压油软管连接。千斤顶顶端应设置球铰，并配有可调节丝杆和加长杆件，以便与各种不同高度的反力装置相适应。选用荷载应大于或等于50kN。b.液压油软管长度至少为2m，两端应装有自动开闭阀门的快速接头，以防止液压油漏出。c.手动液压泵上应装有一个可调节减压阀，可准确地分级对荷载板实施加、卸载。d.测压表量程应达到最大试验荷载的1.25倍, 精度不低于0.6级。e.当使用测力计直接测量加荷荷载
3、时，测力计精度应达到1。3).反力装置的承载能力应大于最大试验荷载10kN。 4).下沉量测量装置由测桥和测表组成。测桥是用于安装测表固定支架或作为测表量测基准面，由长度大于3m的支撑粱和支撑座组成，当跨度为4m时其截面系数应大于或等于8cm3。测表宜配置34个精度为0.01mm的百分表或电子数显百分表, 量程应不小于10mm, 每个测表应配有可调式固定支架。5).其他：铁锹、钢板尺（长400mm）、毛刷、圬工泥刀、刮铲、水准仪、铅垂、褶尺、干燥中砂、石膏、油、遮阳挡风设施等。6). 试验仪器的校验应符合下列规定：a.测试地基系数时，应对仪器进行测试校验。b.新仪器进行试验的三个月内，应每月标
4、定一次，以作出相应误差修正。当三次标定误差小于5%时，仪器进入稳定期。仪器每次投入新工点或每年必须予以校验一次。.操作步骤1).场地测试面应进行平整，并使用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时，应将荷载板支撑面做成水平面。2).安置平板载荷仪：a.将荷载板放置于测试地面上，应使荷载板与地面良好接触，必要时可铺设一薄层干燥砂（23mm）或石膏腻子。当用石膏腻子做垫层时，应在荷载板底面上抹一层油膜，然后将荷载板安放在石膏层上，左右转动荷载板并轻轻击打顶面，使其与地面完全接触，与此同时可借助荷载板上水准泡或水准仪调整水平。b.将反力装置承载部分安置于荷载板上方，并加以制动。反力装置的支撑点必须距荷载板外侧边
5、缘1m以外。c.将千斤顶放置于反力装置下面的荷载板上，可利用加长杆和通过调节丝杆，使千斤顶顶端球铰座紧贴在反力装置承载部位上，组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜。d.安置测桥，测桥支撑座应设置在距离荷载板外侧边缘及反力装置支承点1m以外。测表的安放必须相互对称，并且应与荷载板中心保持等距离。3).加载试验：a.为稳固荷载板, 预先加0.01MPa荷载，约30秒钟，待稳定后卸除荷载，将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。b.以0.04MPa的增量,逐级加载。每增加一级荷载，应在下沉量稳定后，读取荷载强度和下沉量读数。c.当总下沉量超过规定的基准值（1.25mm），或者荷载强度超过
6、估计的现场实际最大接触压力，或者达到地基的屈服点，试验即可终止。4).当试验过程出现异常时(如荷载板严重倾斜, 荷载板过度下沉), 应将试验点下挖相当于荷载板直径的深度，重新进行试验。对出现的异常应在试验记录表中注明。、试验结果处理：a. 根据试验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线。b. 荷载强度下沉量S关系曲线b.从荷载强度与下沉量关系曲线得出下沉量基准值时的荷载强度，并按下式计算出地基系数：K30=s/ss 式中：K30 由直径30cm的荷载板测得的地基系数（MPa/m），计算取整数。- -S曲线中ss =1.2510-3m相对应的荷载强度(MPa)。ss -下沉量基准值（=1.2510-3
7、m）。、注意事项：a、荷载板：为直径30cm圆形钢板，板厚为25mm，荷载板上应带有水准泡；b、仪器每年校验一次。c. 由被测土体表面状态影响,所出现的随机误差可通过作图法进行校正。压实标准基床表层、底层及基床以下路堤填料及压实标准-新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定轨道类型检测部位填料种类细粒土改良土砂类土及细砾土碎石土及粗砾土无碴轨道基床以下 路堤A、B、C组（不含细粒土、粉砂及易风化软质岩块石土90110130基床底层A、B组及改良土110130150级配碎石基床表层级配碎石190检测频次1）基床以下路堤及基床底层每100m每填高约90cm抽样检验4点，其中：距路基边线2m
8、处左、右各1点，路基中部2点。2）基床表层级配碎石每100m每压实层检验4点，左、右距路肩边线1.5m处各1点，路基中部2点。二、Evd、检验目的及适用范围：Evd动态平板荷载是采用动态变形模量测定以来监控检测土体承载力指标。适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料.、检测环境要求：a、测试面宜水平，其倾斜度不大于5；b、测试表面必须平整无坑洞；必要时可用少量细中砂来补平；c、试验时测试点必须远离震源。、检测标准：铁路工程土工试验规程 TB10102-2004、仪器设备1).动态变形模量测试仪由加载装置、荷载板和沉陷测定仪三部分组成，见图动态变形模量测试仪加载装置（-挂（脱）钩装
9、置；落锤；导向杆；阻尼装置）载荷板（-圆形钢板；传感器）3沉陷测定仪2). 加载装置主要由挂（脱）钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置等部分构成。a.落锤重：10kg。b.最大冲击力：7.07kN。c.冲击持续时间：182 ms。d.导向杆必须保持垂直、光洁。3). 荷载板主要由圆形钢板和传感器等部分构成。a.圆形钢板直径300mm；厚度20mm。b.传感器必须牢固密贴地安装在荷载板的中心位置上。4).沉陷测定仪主要由信号处理、显示、打印机和电源等部分构成。5). 沉陷测试范围：（0.12.0）mm 0.05mm。Evd测试范围：10MPaEvd225MPa。6). 仪器的校验和标定应符合下列要求：
10、a. 仪器在每次试验前应按使用说明书进行校验。b. 仪器每年必须重新标定一次。、操作步骤1)测试前的准备工作a. 测试面应整平。应使荷载板与地面良好接触。必要时可用少量的细中砂来补平。b. 导向杆应保持垂直。c.检查仪器标明的落距。2)测试步骤a.荷载板放置在平整好的测试面上，安装上导向杆并保持其垂直。b.将落锤提升至挂（脱）钩装置上挂住，然后使落锤脱钩并自由落下，当落锤弹回后将其抓住并挂在挂（脱）钩装置上。按此操作进行三次预冲击。c.正式测试时按上述2）的方式进行三次冲击测试，作为正式测试记录。测试时应避免荷载板的移动和跳跃。d.测试时，应记录每个测点的工程名称、检测部位、试验时间、土的种类
11、、含水率以及相关的参数。3). 试验结果应按下列平板压力公式计算： Evd =1.5r/s 式中：Evd动态变形模量（MPa），计算至0.1 MPa；r 圆形刚性荷载板的半径（mm），即r =150mm；荷载板下的最大动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力Fs=7.07kN且冲击时间ts=18ms时标定得到的，=0.1 MPa；s 实测荷载板下沉幅值（mm）；1.5荷载板形状影响系数。实测结果可采用下列简化公式：Evd=22.5/s 、注意事项：a、Evd板厚度20mm，落锤重：10kgb、仪器每年校验一次。c、虽然研究发现Evd与K30存在一定的相关关系 (讲义有介绍) ，但在路基压实质
12、量检测中，不应以某一种检测方法(如Evd)代替另一种检测方法(如K30)。压实标准基床表层、底层及基床以下路堤填料及压实标准-新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定轨道类型检测部位填料种类细粒土改良土砂类土及细砾土碎石土及粗砾土无碴轨道基床底层A、B组及改良土353535级配碎石基床表层级配碎石50检测频次1）基床以下路堤及基床底层每100m每填高约90cm抽样检验4点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。2）基床表层级配碎石每100m每压实层检验6点，左、右距路肩边线1.5m处各2点，路基中部2点。三、Ev2、检验目的和适用范围Ev2静态模量试验是通过圆形承载板和加载
13、装置对地面进行第一次加载和卸载后，再进行第二次加载，用测得的承载板下应力和与之相对应的承载板中心沉降量s，来计算变形模量Ev2及Ev2/Ev1值的试验方法。该试验适用于粒径不大于承载板直径1/4的各类土和土石混合填料。、检测环境a、测试表面应平整,并使用毛刷刷去表层松土，当测试面处于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平面；b、承载板应与地面完全接触，必要时可铺设一薄层干燥砂23mm或石膏腻子；c、沉降量测装置应有遮阳挡风装置。、检验方法：变形模量Ev2检测规程(试行)铁建设2005188号。、主要仪器设备变形模量Ev2测试仪器应包括承载板、反力装置、加载装置、荷载量测装置及沉降量测装置。1）承载
14、板应符合下列要求：（1）承载板直径应为3000.2mm，厚度应为250.2mm，材质应为Q345钢。承载板上应带有水准泡。（2）承载板加工表面粗糙度Ra不应大于6.3m。2）反力装置的承载能力应大于最大试验荷载10kN以上。3）加载装置应符合下列要求：（1）千斤顶应通过高压油软管与手动液压泵连接。千斤顶顶端应设置球铰，并配有可调节丝杆和加长杆件。（2）高压油软管长度不应小于2m，两端应装有自动开闭阀门的快速接头。（3）手动液压泵上应装有可调节减压阀，可准确地对承载板进行分级加、卸载。（4）千斤顶两边应固定，并确保不倾斜。千斤顶活塞的行程不应小于150mm。在试验过程中，应保证千斤顶高度不应超过
15、600mm。4）荷载量测装置的量测表量程应达到最大试验荷载的1.25倍，最大误差应不大于1%，显示值应能保证承载板上的荷载有效位至少达到0.001MPa。5）沉降量测装置应符合下列要求：（1）沉降量测装置应由测桥和测表组成。（2）测桥的测量臂可采用杠杆式或垂直抽拉式。测量臂应有足够的刚度。（3）承载板中心至测桥支撑座的距离应大于1.25m。杠杆式测量臂杠杆比hP:hM可在1：1至2：1范围内选择，选定后不得改变。（4）沉降量测表最大误差不应大于0.04mm，分辨率应达到0.01mm，量程不应小于10mm。进口仪器采用位移传感器。辅助工具应包括铁锹、钢板尺（长400mm）、毛刷、刮铲、水准仪、铅
16、锤、褶尺、干燥中砂、石膏粉、油、遮阳挡风设施等。测试仪器标定应符合下列规定：（1）传感器、测表应按国家有关规定标定。（2）变形模量Ev2测试仪必须每年标定一次。、操作步骤1）场地测试面应进行平整，并使用毛刷扫去表面松土。当测试面处于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平面。2）测试仪器安置应符合下列要求：（1）将承载板放置于测试点上，使承载板与地面完全接触，必要时可铺设一薄层干燥砂（23mm）或石膏腻子。同时利用承载板上水准泡或水准仪来调整承载板水平。当用石膏腻子做垫层时，应在承载板底面上抹一层油膜，然后将承载板安放在石膏层上，左右转动承载板并轻轻击打顶面，使其与地面完全接触，被挤出的石膏应在凝固
17、前清除，直至石膏凝固以后方可进行测试。（2）将反力装置承载部位安置于承载板上方，并加以制动。承载板外侧边缘与反力装置支撑点之间的距离不得小于0.75m。（3）将千斤顶放在承载板的中心位置，使千斤顶保持垂直。用加长杆和调节丝杆使千斤顶顶端球铰座与反力装置承载部位紧贴。（4）安置测桥时应将沉降量测装置的触点自由地放入承载板上测量孔的中心位置，沉降量测表必须与测试面垂直。测桥支撑座与反力装置支撑点的距离不得小于1.25m。（5）试验过程中测桥和反力装置不得晃动。（6）沉降量测装置应有遮阳挡风设施。3）预加载时，应预先加0.01MPa荷载约30s，待稳定后卸除荷载，将沉降量测表读数调零。4）加载与卸载
18、应符合下列要求：（1）变形模量Ev2试验第一次加载，按照大致等于0.08、0.16、0.25、0.33、0.42、0.50MPa共6级逐级加载，达到最大荷载为0.5MPa或沉降量达到5mm时所对应的应力后，再进行卸载。（2）承载板卸载应按0.25、0.13MPa和0三级进行。（3）卸载后，按照第一次加载的操作步骤，并保持与第一次加载时各级相同的荷载进行第二次加载，直至第一次所加最大荷载的倒数第二级。（4）每级加载或卸载过程必须在1min内完成。（5）加载或卸载时，每级荷载的保持时间为2min，在该过程中荷载应保持恒定。（6）试验中若施加了比预定荷载大的荷载时，应保持该荷载，并将其记录在试验记录
19、表中，加以注明。5）当试验过程中出现承载板严重倾斜，以至水准泡上的气泡不能与圆圈标志重合或承载板过度下沉及量测数据出现异常等情况时，应查明原因，另选点进行试验，并在试验记录表中注明。、结果处理1)、仪器能够输出试验记录。记录内容包括各级所加的荷载(MPa)及所对应的变形(mm)值、应力-沉降量曲线图和计算结果Ev1、Ev2、Ev2/ Ev1值。2）、Ev值的含义a.应力沉降量曲线如图所示。 b.沉降曲线方程第一次加载和第二次加载所得到的应力沉降量曲线，可用下式表达：s = a0 + a1 + a22 式中 承载板下应力（MPa）；s 承载板中心沉降量（mm）；a0常数项（mm）；a1一次项系数
20、（mm/ MPa）；a2二次项系数（mm/ MPa2）。其中a0、a1、a2为曲线方程的系数，是采用最小二乘法计算得到的(讲义公式17-53至17-55介绍)。c.变形模量EV是通过应力沉降量曲线在0.3max和0.7max之间割线的斜率确定的，变形模量应按下式计算：式中 EV 变形模量（MPa）； r 承载板半径（mm）；1max 第一次加载最大应力（MPa）；a1 一次项系数（mm/ MPa）；a2 二次项系数（mm/ MPa2）。采用第一次加载测试值计算的变形模量为Ev1；采用第二次加载测试值计算的变形模量为Ev2。3)、能够输出包括若干个检测点测试值的检测报告。报告内容除所测试的工程信
21、息、仪器信息、操作者等以外，测试数据包括：测试日期、时间、1max、Ev1、Ev1和Ev2/ Ev1等。、注意事项a.仪器必须经过校准才能使用，并且每年一次。 b.Ev2测试所需的反力较K30要大，如果反力不足，则影响检测结果。 c.每级加载或卸载过程必须在1min内完成。 d.加载或卸载时，每级荷载保持2min，荷载恒定。 e.所加荷载大于预定荷载，应保持该荷载，记录。 f.荷载板严重倾斜、过度下沉或数据异常时，应查明原因，另选点试验，记录注明。 g. Ev2/ Ev1值用于检验测试结果的准确性，一般不应大于2.5。压实标准基床表层、底层及基床以下路堤填料及压实标准-新建时速300350公里
22、客运专线铁路设计暂行规定轨道类型检测部位填料种类细粒土改良土砂类土及细砾土碎石土及粗砾土无碴轨道基床以下 路堤A、B、C组（不含细粒土、粉砂及易风化软质岩块石土454545基床底层A、B组及改良土606060级配碎石基床表层级配碎石120检测频次1）基床以下路堤及基床底层每100m每填高约90cm抽样检验4点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。2）基床表层级配碎石每100m每压实层检验4点，左、右距路肩边线1.5m处各1点，路基中部2点。四、压实系数及孔隙率（密度）、试验目的：测定土的密度，用于计算土的干密度、压实度、孔隙比、孔隙率、饱和度等指标。、检测方法及适用范围：a、环刀
23、法：适用于粉土和粘性土。b、蜡封法：适用于环刀难以切削并易碎裂的土。c、灌砂法、气囊法：适用于现场测定最大粒径小于20mm的土密度。d、灌水法：适用于现场测定最大粒径小于60mm的土密度。e、核子射线法：适用于现场测定填料为细粒土、砂类土的压实密度。、检验标准：铁路工程土工试验规程 TB10102-2004、灌砂法测定密度的步骤a.按土的最大粒径不大于20mm的要求选定试坑位置，将试坑位置的地面铲平，其面积略大于试坑直径150mm，按试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度200mm处，边挖边将挖出的土放入盛土容器内，称土的质量，准确至10g，然后取代表性土样测定含水率。b.向容砂瓶内
24、灌满标准砂，关阀门，称灌满标准砂的密度测定器的总质量，准确至5 g。c.将密度测定器倒置(灌砂漏斗口向下)于挖好的坑口上,打开阀门,使密度测定器内的标准砂流入坑内,当密度测定器内标准砂停止流动时关闭阀门。d.称密度测定器和剩余标准砂的质量mr5，准确至5 g。并计算灌满试坑所用标准砂的质量（msr=mr3mr4mr5）。e.试验结果计算：式中 msr灌满试坑所用标准砂的质量（g）； mp-取自试坑内土的质量（g）。、灌砂法注意事项a.允许偏差：两次平行误差不得超过0.03g/cm3。b、灌砂筒下部圆锥体内砂的质量必须进行标定；标准砂的密度也必须进行标定，并保持干燥状态，受潮或重新进样必须重新标
25、定。c、灌砂法测试表面必须清理干净、平坦；试坑必须垂直，不能鼓肚。压实标准基床表层、底层及基床以下路堤填料及压实标准-新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定轨道类型检测部位填料种类检测项目细粒土改良土砂类土及细砾土碎石土及粗砾土无碴轨道基床以下 路堤A、B、C组（不含细粒土、粉砂及易风化软质岩块石土压实系数K0.92-孔隙率n-31%31%基床底层A、B组及改良土压实系数K0.95孔隙率n-28%28%级配碎石基床表层级配碎石压实系数K18%检测频次1）基床以下路堤及基床底层每100m每压实层抽样检验压实系数K（改良细粒土）或孔隙率n（砂类土和碎石土）6点，其中：距路基边线1m处左、右各2点，路基中部2点。2）基床表层级配碎石每100m每压实层检验孔隙率n 6点，左、右距路肩边线1.5m处各2点，路基中部2点。