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1、高速鐵路路基檢測技術(shù),2020/9/7,2,主要內(nèi)容,高速鐵路路基檢測必要性 壓實系數(shù)K 孔隙率n 地基系數(shù)K30 動態(tài)變形模量Evd 靜態(tài)變形模量Ev2 施工過程中動態(tài)檢測(FVDK),2020/9/7,3,高速鐵路路基檢測必要性,一方面可以評價路基施工過程中或竣工后路基的質(zhì)量,檢驗路基是否達(dá)到了設(shè)計要求,驗證路基是否具有足夠的強度能夠承受列車動荷載的作用,同時又具備保證列車安全、舒適運行的合理剛度;,2020/9/7,4,高速鐵路路基檢測必要性,另一方面,可以了解施工過程的質(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,加強施工質(zhì)量管理,保質(zhì)保量地完成施工任務(wù)。,2020/9/7,5,壓
2、實系數(shù)K,環(huán)刀法 灌水法 灌砂法 氣囊法 核子濕度密度儀 鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB101022004),2020/9/7,6,孔隙率n,灌水法 灌砂法 氣囊法 鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB101022004),2020/9/7,7,K30平板載荷試驗 鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB101022004),地基系數(shù)K30,2020/9/7,8,地基系數(shù)K30是日本和我國在鐵路路基檢測中常用的方法,是采用單循環(huán)荷載試驗。用單位面積壓力除以承壓板相應(yīng)的下沉量表示的(MPa/m),計算時選用的沉降量為0.125cm。以級配碎石或級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,通過基床表層結(jié)構(gòu)大
3、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的承壓板試驗確定路基填土的承載力密實度與列車荷載實際傳遞狀況相接近,比以往的規(guī)定要合理。,2020/9/7,9,Evd 動態(tài)平板載荷試驗 鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB101022004),動態(tài)變形模量Evd,2020/9/7,10,鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB101022004),標(biāo)志著 動態(tài)變形模量術(shù)語 Evd 符號 正式在我國鐵路規(guī)范中采用,動態(tài)變形模量 Evd 的定義,動態(tài)變形模量Evd (英文:dynamic modulus of deformation)是指土體在一定
4、大小的豎向沖擊力Fs和沖擊時間ts作用下抵抗變形能力的參數(shù)。 它由平板壓力公式Evd =1.5r /s計算得出, 其中:Evd動態(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應(yīng)力,它是通過在剛性基礎(chǔ)上,由最大沖擊力Fs=7.07KN且沖擊時間ts=18ms時標(biāo)定得到的,即 =0.1 MPa; s 實測荷載板下沉幅值(mm); 1.5 荷載板形狀影響系數(shù)。 實測結(jié)果采用公式 Evd =22.5/s 計算。,2020/9/7,12,1.脫鉤裝置;2.落錘; 3.導(dǎo)向桿 4.阻尼裝置;5.荷載板;.6.沉陷測定儀,Evd 動態(tài)變形模量測試儀,20多
5、年的發(fā)展歷史,2020/9/7,14,,動態(tài)變形模量Evd是德國九十年代開始采用的新型路基壓實質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),從研究開發(fā)至今已有近二十年的歷史。 動態(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月德國頒布執(zhí)行的德國鐵路建設(shè)輕型落錘儀使用規(guī)定(NGT39)標(biāo)志著動態(tài)變形模量Evd標(biāo)準(zhǔn)開始在鐵路工程中正式采用。,關(guān)于國外Evd發(fā)展情況的說明:,2020/9/7,15,,動態(tài)變形模量Evd 標(biāo)準(zhǔn)的最大特點是能夠反映列車在高速運行時產(chǎn)生的動應(yīng)力對路基的真實作用狀況。 1999年12月20日頒布執(zhí)行的德國鐵路規(guī)范DS836.0501中,按路基結(jié)構(gòu)形式、設(shè)
6、計速度、填土種類、工程部位的不同,明確規(guī)定了各種情況下的動態(tài)變形模量Evd的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值,其中,設(shè)計速度300km/h的高速鐵路路基基床表層的Evd設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為50MPa。,關(guān)于國外Evd發(fā)展情況的說明:,2020/9/7,16,,,2020/9/7,17,2020/9/7,18,2020/9/7,19,2020/9/7,20,2020/9/7,21,,國際上廣泛采用的是德國HMP公司生產(chǎn)的LFG型Evd動態(tài)變形模量測試儀,亦稱“輕型落錘儀”(LFG是“輕型落錘儀”的德文縮寫),該儀器從開發(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,居國際領(lǐng)先地位。 德國LFG型Evd動
7、態(tài)變形模量測試儀在我國有20多臺已用于秦沈客運專線、新長線、寧啟線、渝懷線、京滬高速鐵路昆山試驗段、膠濟(jì)線、武九線、鄭徐線、濱洲線、浙贛線、宜萬線、津浦線、大秦線等新線和既有線的建設(shè)與改造中。,關(guān)于國外Evd發(fā)展情況的說明:,Evd檢測設(shè)備,Evd 動態(tài)變形模量測試儀,Evd 動態(tài)變形模量測試儀,用途: 監(jiān)控檢測土體承載力指標(biāo)動態(tài)變形模量Evd和地基系數(shù)K30 。 適用范圍: 鐵路、公路、機場、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)控測試。,,特點 體積小、重量輕、便于攜帶 安裝及拆卸方便、操作簡便 自動化程度高、測試速度快 性能穩(wěn)定、測試精度高 檢測費用低 適應(yīng)范圍廣 環(huán)保型
8、,無核輻射、廢氣等污染 動載測試符合土體實際受力狀況,Evd 動態(tài)變形模量測試儀,主要結(jié)構(gòu)組成,加載裝置 掛(脫)鉤裝置(帶水準(zhǔn)泡) 導(dǎo)向桿 落錘 阻尼裝置 荷載板 圓形鋼板 傳感器 沉陷測定儀(存儲、與電腦連接) 打印機,Evd 動態(tài)變形模量測試儀,Evd 試驗前的準(zhǔn)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,Evd 試驗步驟,打開沉陷測定儀電源 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,Evd,測試演示,Ev
9、d相關(guān)規(guī)范,國內(nèi) 1、鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB10102-2004) 2、鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)(TB10414-2003,J285-2004) 3、京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(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)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)(2004在編) 6、鐵路工程質(zhì)量檢測技術(shù)手冊(2004在編) 國外 德國鐵路建設(shè)輕型落錘儀使用規(guī)定(NGT39) 德國道路建設(shè)土方工程補充合同技術(shù)條款和規(guī)定(ZTVE-StB94) 德國土方工程基層補充合同技術(shù)條款(ZTVE-StB95) 德國交通行業(yè)開挖工程補充合同技術(shù)條款和規(guī)定(ZTVE-StB9
10、7),Evd與K30的相關(guān)性試驗結(jié)果 (相關(guān)系數(shù)),現(xiàn)場 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 級配碎石:K30 = 3.49 Evd + 14.4 摘自鐵路工程土工試驗規(guī)程(TB10102-2004),京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定表4.2.2-1級配碎石基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn),注:
11、基床表層的K30、Evd、n 三項指標(biāo)要求同時檢測,均必須滿足壓實標(biāo)準(zhǔn)。,表4.2.2-3級配砂礫石基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn),京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定,注:基床表層的K30、Evd、n 三項指標(biāo)要求同時檢測,均必須滿足壓實標(biāo)準(zhǔn)。,過渡段級配碎石填筑標(biāo)準(zhǔn): K30150MPa/m Evd50MPa n 28%,京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定,Evd 主要應(yīng)用于以下兩個方面:,一、鐵路新線建設(shè)、既有線提速改造建設(shè) 依據(jù)鐵路工程土工試驗規(guī)程 (TB10102-2004)、 鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn) (TB10414-2003,J285-200
12、4) 將“Evd動態(tài)平板載荷試驗”作為“K30平板載荷試驗”的快速試驗方法,根據(jù)Evd與K30的相關(guān)關(guān)系式,由Evd 測試值推算出K30 值。,Evd 主要應(yīng)用于以下兩個方面:,二、高速客運專線鐵路建設(shè) 依據(jù)京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(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)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn) 可將通過“Evd 動態(tài)平板載荷試驗”取得的動態(tài)變形模量Evd 值直接用于評判路基的壓實質(zhì)量。,Evd 在既有鐵路提速改建中的應(yīng)用特點,膠濟(jì)線、鄭徐線、武九線、浙贛線的應(yīng)用表明: 時間優(yōu)勢檢測速度快 既有線在不間斷運營的情況下,行車密度大,K30檢測一點需要3060分鐘,而Evd只
13、需要23分鐘。 儀器優(yōu)勢小型、便攜 既有線道碴已存在,檢測Evd只需扒開直徑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)勢檢測費用低 Evd檢測中不需要額外的大噸位加載裝置,避免了臺班費用,操作只需一個人即可,減少了人工費用。 安全優(yōu)勢易于快速撤離 既有線在不間斷運營的情況下,行車密度大, Evd儀器重量輕,一個人就可以提起并快速撤離。,LFG型Evd 在我國鐵路中的應(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(京滬高速昆山試驗段) 新建客運專線(秦沈客運專線) 新建普速鐵路(新長線、寧啟線
14、、渝懷線、宜萬線、煙大線 ),京滬高速昆山試驗段路基,京滬高速昆山試驗段涵洞路基過渡段,Evd在膠濟(jì)線的使用,2004立項、2005開工9條客運專線鐵路工程,武廣、鄭西、石太 京津、合寧、合武 溫福、福廈、甬溫 規(guī)定Evd作為 基床表層和過渡段的壓實標(biāo)準(zhǔn),京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定表4.2.2-1級配碎石基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn),表4.2.2-3級配砂礫石基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn),京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定,注:基床表層的K30、Evd、n 三項指標(biāo)要求同時檢測,均必須滿足壓實標(biāo)準(zhǔn)。,過渡段級配碎石填筑標(biāo)準(zhǔn): K30150MPa/m Evd50MPa n 28%,京滬
15、高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定Evd 的相關(guān)規(guī)定,2020/9/7,46,靜態(tài)變形模量,Ev2,2020/9/7,47,靜態(tài)變形模量Ev2是西歐、北美等國已廣泛使用的鐵路路基壓實檢測方法。在荷載板試驗應(yīng)用過程中,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40kPa加載,當(dāng)每級加載完成后,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)到下一級荷載,直至試驗最大荷載為止。二次循環(huán)靜載也是按每級40kPa加載,分級加載到最后一級荷載的沉降穩(wěn)定后,開始卸載,卸載梯度按最大荷載的0.5或0.25倍逐級進(jìn)行,全部荷載卸除后記錄其殘余變形,之后又開始另一加載循環(huán)。采用d=30cm的荷載板試驗計算變形模量時,荷載一直加到沉降值達(dá)5mm或承壓板正應(yīng)力達(dá)到0.5MPa為止。,2020/9/7,48,靜態(tài)變形模量 Ev2 為了更有效地分析土的變形性質(zhì)和承載能力,德國標(biāo)準(zhǔn)采用了二次循環(huán)靜載法,其結(jié)果采用靜態(tài)變形模量Ev2表示,,2020/9/7,49,2020/9/7,50,靜態(tài)變形模量Ev2 測試儀,執(zhí)行DIN 18 134標(biāo)準(zhǔn),2020/9/7,51,靜態(tài)變形模量Ev2 測試儀,謝謝您的光臨!,