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1、2023/3/161 K K3030 E Ev2v2 E EvdvdOK！第1页/共78页2023/3/162主要内容客运专线铁路路基质量检测必要性客运专线铁路路基压实标准（参数）及其检测技术压实系数K孔隙率n地基系数K30动态变形模量Evd静态二次变形模量Ev2客运专线路基填料粒径问题碾压过程中的均匀性检测（FDVK或CCC）第2页/共78页客运专线铁路路基质量检测必要性一方面，可以评价路基施工过程中或竣工后路基的质量，检验路基是否达到了设计要求，验证路基是否具有足够的强度能够承受列车动荷载的作用，同时，又具备保证列车安全、舒适运行的合理刚度；另一方面，可以了解施工过程的质量情况，控制施工进
2、度，促进施工单位改进施工工艺，加强施工质量管理，保质保量地完成施工任务。第3页/共78页客运专线铁路路基压实标准及其检测技术客运专线路基压实标准（参数）压实系数K 孔隙率n 地基系数K30 动态变形模量Evd 静态二次变形模量Ev2第4页/共78页2023/3/165客运专线路基结构设计客运专线路基结构设计各国铁路路基压实标准参数选取压实标准参数压实标准参数日本日本德国德国法国法国英国英国铁盟铁盟中国中国压实系数压实系数K K (D(Dprpr)孔隙率孔隙率n n 含气率含气率n na a地基系数地基系数K K3030变形模量变形模量E Ev2v2 动态变形模量动态变形模量E Evdvd小型贯
3、入小型贯入N N1010第5页/共78页2023/3/166压实系数K填料压实后的干密度与击实试验测得的最大干密度的比值。环刀法粉土、黏性土灌水法最大粒径小于60mm的土灌砂法最大粒径小于20mm的土气囊法最大粒径小于20mm的土核子湿度密度仪细粒土、砂类土铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）第6页/共78页2023/3/167孔隙率n土的孔隙体积与总体积的比值，以百分率表示。灌水法灌砂法气囊法铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）第7页/共78页2023/3/168德国水囊法测试仪（Dpr）
4、第8页/共78页2023/3/169 2005年7月，北京，第七届中国国际现代化铁路装备展览会上，德国HMP公司展出“灌水法”的仪器化产品水囊法测试仪（Dpr）第9页/共78页2023/3/1610 Dpr 水囊法测试仪工作原理第10页/共78页2023/3/1611Dpr现场试验1.测试点和仪器准备;2.确定零点;3.读取零点L0;4.挖测试坑;5.收集挖出土样;6.测试坑就绪;7.测试仪坑顶就位,橡胶囊塞进坑内;8.读取刻度L1,容积=（L1L0）*A;9.测试完毕。第11页/共78页2023/3/1612K K30 30 平板载荷试验 对直径30cm30cm的刚性荷载板分级施加静荷载，在
5、测得的应力位移曲线上，取位移1.25mm1.25mm所对应的应力与1.25mm1.25mm的比值，定义为“地基系数K K3030”。K K30 30=1.25 1.25/1.25 1.25 (MPa/m)(MPa/m)铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）地基系数K K3030第12页/共78页2023/3/1613K30现场试验第13页/共78页2023/3/1614E Evd vd 动态平板载荷试验铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）动态变形模量E Evd vd 第14页/共78页2023
6、/3/1615Evd现场试验第15页/共78页2023/3/1616执行中华人民共和国行业标准铁建设20051882005188号变形模量E Ev2v2检测规程（试行）20052005年1010月2929日发布实施 静态二次变形模量E Ev2 v2 第16页/共78页2023/3/1617Ev2现场试验第17页/共78页2023/3/1618参照铁路工程土工试验规程（TB101022004）E Evd vd 动态平板载荷试验第18页/共78页前前 言言第19页/共78页 铁路路基压实质量是保持线路稳定与平顺、保证列车能高速、安全运行的重要条件。而控制和检测压实质量的标准、方法和设备，则是保证压
7、实质量的重要措施。第20页/共78页2023/3/1621 几十年来，国内外均沿用美国三十年代提出的压实度指标，即压实系数K（Dpr）、相对密度Dr或孔隙率n作为路基设计及施工控制的土的压实质量标准。虽然压实度为参数的路基压实质量标准具有击实试验指导现场施工、现场检测简便等优点，但是，对于高速铁路或其他对强度指标要求严格的情况，仅靠压实度参数来反映填土的压实质量就有其局限性。第21页/共78页2023/3/1622 为了保证路基填土的强度指标，七、八十年代，许多国家开始用强度及变形指标作为路基填土质量控制参数，即所谓的“抗力检测法”。其中包括美国的CBR（加州承载比值）标准，德国、法国、奥地利
8、和瑞士等国家的静态二次变形模量Ev2标准，日本的地基系数K30 标准等。我国自大秦重载铁路修建时开始引用日本的K30 标准，并且在新建干线铁路和准高速铁路上得以应用。可见，采用强度及变形参数作为控制指标是路基质量标准的一大进步。第22页/共78页2023/3/1623 然而，无论是静态二次变形模量Ev2，还是地基系数K30，两者都是采用300mm的静态平板载荷试验仪，通过在压实填土表面做静压试验测得的，二者反映的都是静态应力作用下土体抵抗变形的能力静态应力作用下土体抵抗变形的能力。众所周知，铁路路基承受的是列车运行时产生的动荷载，特别是高速列车的出现，动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显，而
9、K30 和Ev2值都不能完全反映列车在高速运行条件下所产生的动应力对路基的真实作用状况。第23页/共78页2023/3/1624 另外，K30 和Ev2试验设备和试验方法上还存在着一些不足：试验设备庞大，需要大吨位加载车；操作复杂、麻烦，要求条件苛刻；费时、费力；占用人员和台班费，检测费用高；要求有宽敞的试验场地，不适用狭窄地段；试验结果影响因素较多，误差较大等。第24页/共78页2023/3/1625 为解决上述问题，德国HMP公司于80年代初开始研发一种轻型、便携、快速、高自动化、高精度的地基承载能力的动态测试仪器，称为“轻型落锤仪”，德文缩写“LFG”。通过“轻型落锤仪”试验所检测的地基
10、承载力指标，术语称为“动态变形模量”，符号“Evd”。因此，“轻型落锤仪”也称为“Evd动态变形模量测试仪”。第25页/共78页2023/3/1626 Evd试验仪器和试验方法的研究与应用，有效地克服了K30 和Ev2上述不足。具有体积小、重量轻、便于携带；安装及拆卸方便、操作简便；自动化程度高、测试速度快；性能稳定、测试精度高；检测费用低；适应范围广等优点。Evd 将成为路基质量检测的发展方向。第26页/共78页2023/3/1627德国HMP公司研发的LFG型Evd 动态变形模量测试仪20多年的发展历史功能最强大、最先进LFGKC型中、英文双语第27页/共78页2023/3/1628动态变
11、形模量Evd 是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发至今已有近二十年的历史。动态变形模量Evd 标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。1997年2月德国颁布执行的德国铁路建设轻型落锤仪使用规定（NGT39）标志着动态变形模量Evd 标准开始在铁路工程中正式采用。国外 Evd 标准情况第28页/共78页2023/3/16291999年12月20日颁布执行的德国铁路规范DS836（Ril836）中，按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的动态变形模量Evd 的设计标准值，其中，设计速度300km/h的高速铁路路基
12、基床表层的Evd 设计标准为50MPa。国外 Evd 标准情况第29页/共78页2023/3/1630德国铁路300km/h高速客运专线无碴轨道路堤结构设计横断面图Ril 836.0501Evd=50MPa第30页/共78页2023/3/1631国内Evd Evd 研究情况1999年铁道部立项的科技研究开发计划项目“秦沈客运专线路基关键技术研究（D）施工质量监控测试仪器的研制（合同编号99G13）”由三家分别研制出三套不同的路基施工质量检测仪器样机：石家庄铁道学院路基施工质量监控仪铁道建筑研究设计院动态变形模量测试仪铁道部科学研究院路基动刚度仪第31页/共78页2023/3/1632国内Evd
13、 Evd 研究情况 经过了三年的研究，作为科研课题，于2002年3月通过了铁道部科技成果鉴定。三台样机从设计原理、测试参数和结构构造上都截然不同：第32页/共78页2023/3/1633国内Evd Evd 研究情况石家庄铁道学院路基施工质量监控仪检测的是波速VR；铁道部科学研究院路基动刚度仪检测的是动刚度；铁道建筑研究设计院DBM型动态变形模量测试仪检测的是动态变形模量Evd，原理与德国LFGLFG型EvdEvd动态变形模量测试仪基本相同。第33页/共78页2023/3/1634E Evdvd 主要应用于以下两个方面：一、铁路新线建设、既有线提速改造建设 依据铁路工程土工试验规程 （TB101
14、02-2004）、铁路路基工程施工质量验收标准 （TB10414-2003，J285-2004）将“Evd Evd 动态平板载荷试验”作为“K K3030平板载荷试验”的快速试验方法，根据Evd Evd 与K K30 30 的相关关系式，由Evd Evd 测试值推算出K K3030 值。第34页/共78页2023/3/1635Evd与K30的相关关系式细粒土:K K30 30 =3.45=3.45 E Evdvd +0.1 +0.1 粗粒土:K K30 30 =3.33=3.33 E Evdvd +6.09+6.09碎石土:K K3030 =3.10=3.10 E Evdvd +14.3+14
15、.3级配碎石:K K30 30 =3.49=3.49 E Evdvd +14.4+14.4 摘自铁路工程土工试验规程（TB10102-2004TB10102-2004）第35页/共78页2023/3/1636E Evdvd 主要应用于以下两个方面：二、高速客运专线铁路建设 依据京沪高速铁路设计暂行规定 客运专线铁路路基工程施工技术指南客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准客运专线无碴轨道铁路设计指南等 可将通过“Evd Evd 动态平板载荷试验”取得的动态变形模量Evd Evd 值直接用于评判路基的压实质量。第36页/共78页2023/3/1637京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）Evd E
16、vd 的相关规定级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变形模量动态变形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n级配碎石0.60.65 1905518%路堤第37页/共78页2023/3/1638过渡段级配碎石填筑标准：K K3030150MPa/m E Evdvd50MPa n n 28%京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）Evd Evd 的相关规定第38页/共78页2023/3/1639客运专线铁路路基工程施工技术指南客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准Evd Evd 的相关规定基床表层压实标准填料压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量动
17、态变形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n（%）级配碎石或级配砂砾石1905518第39页/共78页2023/3/1640客运专线铁路路基工程施工技术指南客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准Evd Evd 的相关规定基床底层压实标准项目压实标准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土地基系数K30（MPa/m）110130150动态变形模量动态变形模量E Evdvd（MPa）404040孔隙率n（%）2828压实系数K9.5第40页/共78页2023/3/1641基床表层级配碎石压实标准填料 压 实 标 准 地基系数K30(MPa/m)变形模量Ev2（MPa）动态变形模量动态变形模量Evd（
18、MPa）孔隙率n 级配碎石 1901205018%客运专线无碴轨道铁路设计指南铁建设函2005754号Evd 的相关规定第41页/共78页2023/3/1642基床底层压实标准填料压实标准改良细粒土砂类土及细粒土碎石类及粗砾土A、B组填料及改良土地基系数K30(MPa/m)110130150变形模量Ev2(MPa)606060动态变形模动态变形模Evd(MPa)353535压实系数K0.95孔隙率n 28%28%客运专线无碴轨道铁路设计指南铁建设函2005754号Evd 的相关规定第42页/共78页2023/3/1643过渡段级配碎石填筑标准：K30150MPa/m、Ev280MPa、E Ev
19、dvd50MPa50MPa、n 28%客运专线无碴轨道铁路设计指南铁建设函2005754号Evd 的相关规定第43页/共78页主要内容一、Evd 动态平板载荷试验工程应用举例二、Evd 的定义三、Evd 测试仪的工作原理四、Evd 测试仪的主要性能参数五、Evd 测试仪的适用范围六、Evd 测试仪的特点七、Evd 测试仪的操作方法第44页/共78页2023/3/1645一、Evd 动态平板载荷试验工程应用举例第45页/共78页2023/3/1646Evd 动态平板载荷试验在德国铁路的应用第46页/共78页2023/3/1647Evd 动态平板载荷试验在柏林LehrterLehrter火车站前应
20、用第47页/共78页2023/3/1648Evd 动态平板载荷试验在德国铁路电缆沟槽的应用第48页/共78页2023/3/1649Evd 动态平板载荷试验在秦沈客运专线的研究应用第49页/共78页2023/3/1650Evd 动态平板载荷试验在昆山试验段路基上的应用第50页/共78页2023/3/1651Evd 动态平板载荷试验在昆山试验段涵-路过渡段的应用第51页/共78页2023/3/1652Evd 动态平板载荷试验在胶济线上的应用第52页/共78页2023/3/1653二、Evd 的定义第53页/共78页2023/3/1654 动态变形模量E Evd vd（英文：dynamic dyna
21、mic modulus modulus of of deformationdeformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力F Fs s和冲击时间t ts s作用下抵抗变形能力的参数。依据弹性均质半无限体空间理论，对于泊松比=0.21=0.21 由平板压力公式E Evd vd=1.5=1.5r r/s/s计算得出，其中：E Evdvd动态变形模量（MPaMPa）；r r 圆形刚性荷载板的半径（mmmm）；荷载板下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力F Fs s=7.07=7.07KNKN 且冲击时间t ts s=17=17msms时标定得到的，即 =0.1=0.1 MPa
22、MPa；s s 实测荷载板下沉幅值（mmmm）；1.5 1.5 荷载板形状影响系数。实测结果采用公式 E Evd vd=22.5=22.5/s/s 计算。动态变形模量动态变形模量E Evd vd 的定义的定义第54页/共78页2023/3/1655三、Evd 测试仪的工作原理第55页/共78页2023/3/1656E Evdvd动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪工作工作原理原理利利用用落落锤锤从从一一定定高高度度自自由由下下落落在在阻阻尼尼装装置置上上，产产生生的的瞬瞬间间冲冲击击荷荷载载，通通过过阻阻尼尼装装置置及及传传力力系系统统传传递递给给直直径径300mm的的承承载载板板，在在承承载
23、载板板下下面面（即即测测试试面面）产产生生的的动动应应力力，使使承承载载板板发发生生沉沉陷陷s s 即即承承载载板板振振动动的的振振幅幅，由由沉沉陷陷测测定定仪仪采采集集记记录录下下来来。沉沉陷陷值值s s 越越大大，则则被被测测点点的的承载力越小；反之，越大。承载力越小；反之，越大。第56页/共78页2023/3/1657四、Evd 测试仪的主要技术参数第57页/共78页2023/3/1658主要结构组成主要结构组成加载装置加载装置 挂（脱）钩装置挂（脱）钩装置(带水准泡带水准泡)导向杆导向杆 落锤落锤（10.0kg）阻尼装置阻尼装置荷载板荷载板 圆形钢板圆形钢板（直径（直径300mm）传感
24、器传感器沉陷测定仪沉陷测定仪(显示、存储、与电显示、存储、与电脑连接脑连接)打印机打印机 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪第58页/共78页2023/3/1659Evd测试仪选型应注意性能稳定，技术参数符合要求；正规厂家的知名品牌（厂家具有ISO 9001ISO 9001证书）；具有原产国出厂标定证书和原产国标定授权证书；具有中国法定计量机构的标定证书；EvdEvd脱挂钩装置上有水准泡；测试仪自身具有存贮功能；测试仪可以与电脑连接,通过专用软件传输数据；测试仪最好具有中/英文双语显示功能；小打印机可打印输出中/英文测试结果；专用电脑软件可输出中/英文测试报告。第59页/共
25、78页2023/3/1660主要技术参数加载装置总重量：15.0kg 落锤重量：10.0kg 最大冲击力：7.07kN 冲击持续时间：17.01.5ms承载板直径：300mm厚度：20.0mm 重量：15.0kg电子沉陷测定仪沉陷测试范围：0.12.0mm0.02mm Evd测试范围：10MPa225MPa 电源：4xR6电池 适应温度范围：050摄氏度 外观尺寸：210mmx80mmx25mm 存储量：200组测试曲线 重量：0.4kg第60页/共78页2023/3/1661五、Evd 测试仪的适用范围第61页/共78页2023/3/1662 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量
26、测试仪 用途：用途：监控检测土体承载监控检测土体承载力指标力指标动态变形模动态变形模量量E Evdvd 适用范围：适用范围：铁路、公路、机场、铁路、公路、机场、城市交通、港口码头、城市交通、港口码头、工业与民用建筑的地基工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。施工质量监控测试。第62页/共78页2023/3/1663六、Evd 测试仪的特点第63页/共78页2023/3/1664 特 点体积小、重量轻、便于携带体积小、重量轻、便于携带安装及拆卸方便、操作简便安装及拆卸方便、操作简便自动化程度高、测试速度快自动化程度高、测试速度快性能稳定、测试精度高性能稳定、测试精度高检测费用低检测费用低适应范围
27、广适应范围广环保型，无核辐射、废气等污环保型，无核辐射、废气等污染染动载测试符合土体实际受力状动载测试符合土体实际受力状况况 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪第64页/共78页2023/3/1665七、Evd 测试仪的操作方法第65页/共78页2023/3/1666E Evdvd试验前的准备试验前的准备平整测试面放置荷载板加载装置在荷载板上就位用测量电缆将沉陷测定仪与荷载板连接松开搬运锁第66页/共78页2023/3/1667E Evdvd试验步骤试验步骤打开沉陷测定仪电源使导向杆保持垂直进行三次预冲击连续三次冲击测试显示三次测试的沉陷值S S1 1、S S2 2、S S
28、3 3显示三次平均沉陷值S Sm m和动态变形模量值E Evdvd储存并打印测试结果第67页/共78页2023/3/1668德国HMP公司 LFG-KC型Evd测试仪中中/英文英文电脑软件电脑软件Evd测试报告测试报告中中/英文双显英文双显小型打印机小型打印机中中/英文打印英文打印第68页/共78页2023/3/1669LFG-KC型Evd中文专用软件第69页/共78页2023/3/1670Evd中文测试报告第70页/共78页2023/3/1671变形模量E Ev2 v2 检测技术参照德国工业标准DIN18134（2001年修订版）及中华人民共和国行业标准 铁建设2005188号变形模量Ev2
29、检测规程（试行）第71页/共78页2023/3/1672前前 言言第72页/共78页2023/3/1673高速铁路路基质量控制要点第73页/共78页2023/3/1674随着9条客运专线的立项，新一轮的高标准铁路工程建设已于2005年初拉开帷幕。按着铁路跨越式发展的思路，9条客运专线的线下工程都将以设计时速350km/h的高速铁路标准建设，并且将大量采用无碴轨道的结构形式，因此，这给我国铁路的设计和施工带来了新的课题。第74页/共78页2023/3/1675在国际上，无碴轨道技术用于高速铁路中比较有经验的是德国和日本，因此，我国可借鉴的无碴轨道结构形式也主要来源于这两个国家。第75页/共78页2023/3/1676对于桥上采用无碴轨道，无论是日本还是德国技术上都是比较成熟的，但是，由于日本在路基上修建的无碴轨道很少，而德国在路基上修建的无碴轨道比较多，所以，对于路基上采用无碴轨道，德国的经验明显的更丰富一些。第76页/共78页2023/3/1677板式轨道系统-博格（Bgl）第77页/共78页2023/3/1678感谢您的观看。第78页/共78页