k30、ev2、evd检测技术_讲义材料[精品].doc

1 客运专线铁路路基K30、Ev2、Evd检测技术 李 怒 放 （铁道部工程管理中心，北京 100844） 1、地基系数K30检测 1.1 名词解释 地基系数K30 地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。它是用直径为 300mm 的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力—位移（σ—s）曲 线上s 为1.25mm 所对应的荷载σs，按K30=σs／1.25计算得出，单位:MPa/m。 1.2国内外发展现状 二十世纪三十年代开始美国提出的压实度指标，即压实系数K、相对密度Dr或孔隙率n 至今仍然作为世界各国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。 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、奥地利和瑞士等国家的静态变形模量Ev2 标准，日本的地基系数K30 标准 等。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。 我国铁路系统自1985 年大秦线施工引入K30平板载荷试验以来，在铁路建设中已经逐 步推广应用。从二十多年K30在我国铁路系统应用的情况来看，无论是仪器设备、试验方法, 还是设计标准均已比较成熟。地基系数K30已成为新线铁路控制基床和路堤填料压实质量的 主要指标之一，并已正式列入《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414-98)和《铁路路 基设计规范》(TB10001-99)。K30平板载荷试验作为一种强度及变形指标，能够直观地表征 路基刚度和承载能力。我国参照日本JISA1215-1995年修订版《公路的平板载荷试验方法》 和德国的DIN18134《平板载荷试验》-1993 年修订版，并吸收近年来的科研成果和施工经验， 同时针对实际应用中存在的问题，制订了“K30平板载荷试验”方法，该方法首次正式纳入 2004 年4 月1 日起开始实施的《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）。 1.3 K30平板载荷试验的适用条件和要求 对平板载荷试验测试值大小的影响因素很多。包括填料的性质、级配、压实系数、含水 率、碾压工艺、最大干密度、最佳含水量、试验操作方法及测试面平整度等。为了规范试验 过程，提出了平板载荷试验的适用条件和要求。 1.3.1 K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料。 由于K30的荷载板直径只有300mm．因此对所填路基土的颗粒粒径和级配有一定的限值， 否则颗粒粒径过大，级配不均匀，K30的测试结果就会带来较大的误差，难以真实反映路基 的压实情况。根据秦沈客运专线的经验，K30适用于均匀地基土(如粗、细粒土)地基系数K30 2 的检测，对于拌和较均匀的级配碎石也是符合测试要求的，而对于颗粒不均匀的碎石土，其 K30检测就难以得出准确可靠的测试结果。 1.3.2K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400～500mm。 由于K30平板载荷试验成果所反映的是压板下大约1．5倍压板直径深度范围内地基土的性 状，因此要想真实全面地反映更深土层的情况，尚需结合其他的检测手段进行综合评定。 1.3.3对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化、或因其他原因表层扰动的土，平 板载荷试验应置于扰动带以下进行。 影响K30测试结果的因素很多，但含水量变化是造成K30测试结果偶然误差的主要因素， 也就是说K30测试结果具有时效性。一般来说，控制在最佳含水量附近施工，路基压实系数 较高，路基质量好，基床表面刚度较大，K30测试结果较高。但是由于受季节及天气气温变 化的影响，其水分的蒸发程度不同，含水量差别较大，因而含水量为一变量。实践证明，碾 压完毕后，_?ga à_z €路基含水量大时，K30试结果就小；含水量小时，K30测试结果就高。由于击实土 处于不饱和状态，含水量对其力学性质的影响很大。这就造成K30测试结果因含水量变化而 离散性大、重复性差。为此，现场测试应消除土体含水量变化的影响。 1.3.4对于粗、细粒均质土，宜在压实后2～4h内进行。 在进行K30测试时，发现不同时间的K30测试结果差别较大，尤其对级配碎石来讲更为明 显。这是由于不同的检测时间，其路基的含水量及板结强度不同。若在碾压完毕后2～3 d 再进行K30测试，这样虽然K30测试结果提高了，满足了K30的设计要求。但这样做会造成K30 测试结果无可比性、不可信。因此，为了检测路基填筑质量而进行的K30试验，只有在碾压 完毕时一定时限内进行测试才