填料改良以及填筑压实质量检测关键技术和重点施工工艺.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,客运专线路基,填料改良和填筑质量检测技术介绍,1 客运专线路基细粒土填料改良处理技术,细粒土填料改良是指在原土中添加某种材料，使之与土发生一定的物理化学反应，以改变原土的物理力学性质。填料改良已在国内外高速铁路、公路土方工程中广泛应用，各国均制订自己的“技术准则”或“工法”。设计院以及施工单位对下蜀黏土、弱膨胀土、中膨胀土、岩石风化物、粉土、黄土等填料进行了大量室内改良试验、现场工艺试验及质量检测试验，取得了良好效果。,1.1 细粒土填料改良方法,细粒土填料改良分物理改良及化学改良。,1.1.1 物理改良是通过在原土中添加某种粒径的土（石）料，改善其级配（Cc，Cu）特性，提高物理力学性能及压实性。,1.1.2 化学改良是通过在原土中添加固化剂（水泥、石 灰、粉煤灰等）使之发生物理化学反应，如阳离子交换、胶凝、碳化结块等作用，改善土的物理力学性质，增加强度。同时，降低填料的含水量，便于施工、压实。,1.2 细粒土化学改良主要内容,1.2.1 添加剂的选用：常用的添加剂有石灰、水泥、粉煤灰、沥青、合成固化剂、合成树脂等。一般情况下，塑性指数较高的粘性土采用石灰；粉（砂）土采用水泥。,1.2.2 改良步骤：,1 原土各类物理、力学、水稳性试验。,2 各类添加剂改良土相关试验，确定添加剂及配方（经济、技术、控制性指标改善情况）。,3 现场工况试验，确定现场添加剂用量及工艺。,1.2.3 改良效果控制：综合考虑各类物理力学性质的改善，以满足路基各部位填筑压实标准为目的。无侧限抗压强度为改良土控制性的力学指标。CBR值可作为重要参考指标。对于膨胀土填料改良，则还应注意其胀缩性（膨胀力、无荷膨胀率、有荷膨胀率、收缩系数）的改善。如基床底层,K,30,=110MPa相应要求无侧限抗压强度为600-800kPa，饱和无侧限抗压强度300-400kPa。现场强度与室内强度关系：,f,u,（现场）=0.6-0.7,f,u,（室内），,1.3 黏性土化学改良实际效果,1.3.1 颗粒粒径变化：粘性土改良后其粒径组成发生明显变化，粘粒(0.005mm含量从40-60%下降至10-15%；粉粒(0.005-0.075mm)含量从30-45%增加至50-60%；砂粒（0.075mm）从1-10%增加至20%。,1.3.2 崩解试验：48小时无崩解，长期饱和强度无变化。,1.3.3 膨胀土经石灰改良后，其胀缩特性明显改善。,1.3.4 现场K,30,值一般在150,220MPa/m之间。现场检测应注意改良土强度随时间的变化，通常水泥改良土强度增长快于石灰改良土的强度增长。,1.3 黏性土化学改良实际效果,1.3.5 新长线下蜀粘土改良试验结果,注：试验结果表明采用水泥改良类似高塑性粘土，其强度过大，脆性易裂，自愈（和）性差，且在降低原土天然含水量效果方面亦不如石灰好。,改良剂,掺和比,颗粒级配%（mm）,无侧限抗压强度,（）,饱和无侧限抗压强度,（）,收缩,自由膨胀率,0.05,0.05-0.005,0.005,体缩%,缩限%,夯实土,14.1,52.0,33.9,779,破坏,9.7,9.9,15.00,水泥,3,18.6,64.5,16.9,1247,464,8.9,6.6,1.05,水泥,5,18.6,64.5,16.9,1562,969,7.2,10.3,0.32,生石灰,5,36.7,51.3,12.0,879,521,6.7,13.0,0.33,生石灰,7,49.2,44.0,9.8,955,562,6.8,10.9,1.52,熟石灰,5,46.2,44.0,9.8,859,703,7.3,12.1,0.04,熟石灰,7,49.4,18.1,32.5,921,748,6.1,12.2,0.12,1.3 黏性土化学改良实际效果,1.3.6 合宁线中等膨胀土石灰改良前后相关胀缩特性变化对比,试验结果表明膨胀土经石灰改良后完全满足客运专线填料要求。,项 目,原状土,夯实土,改良土,生石灰（5%）,熟石灰（5%）,有荷膨胀率,50kP,a,0,11.8,0,0,100kP,a,0,8.2,0,0,150kP,a,0,5.7,0,0,无荷膨胀率（%）,1.8-5.2,30.1-32,0,0.8,膨胀力（kP,a,）,32-54,392-433,12,29,无侧限强度（kP,a,）,224-384,720-800,909,987,饱和无侧限强度（kP,a,）,48-60,30-37,548,545,收缩系数（%）,0.49-0.59,0.41-0.81,0.39,0.41,1.4 细粒土化学改良土施工方法及施工工艺,1.4.1 改良土施工方法有厂拌、路拌和集中场地拌合，均形成了较成熟的工法。通过严格的过程控制均能满足客运专线的质量要求。,1.4.2 厂拌法：采用专用的破碎、拌和机械工厂化生产。主要优点是拌和均匀，质量易控，但成本高、效率低。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒-含水量检测-填料入仓-机械破碎-粒径检测-添加剂含量检测-添加剂+破碎料机械拌和-均匀性检测-出厂-摊铺、平整、碾压。,1.4.3 路拌法：采用路拌机械在路堤施工现场拌和。方法简便，成本低，对含水量要求不高。但受气候影响大，污染较大。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒-添加剂含量检测-拌和-含水量、均匀性检测-平整、碾压。,1.4.4 集中场拌法：采用路拌机械集中在场地（如取土场、专用拌和场）内拌和，其拌和工艺与路办法相同。可减少对施工沿线的污染。,1.5 郑西客运专线路基黄土填料改良,以粉粒为主属于低液限粉土,C组填料,。W最佳11.0,13.7，天然密度1.38,1.76g/cm,3,最大干密度1.81,2.01g/cm,3,饱和,f,cu,仅12,16.1kPa,重塑土样在水中8h后,呈粒状完全崩解。因此al、pl、col Q,3,砂质黄土,填料在,天然状态下W和,d,与W最佳和,dmax,差别明显,填料在施工,填筑时,不易被压实,填料饱和,抗压强度较低,水稳定性差,不能,直接作为路基基床以及基床下部,路堤,本体,填料,。,1）al、pl、colQ,3,砂质黄土填料,1.5.1 郑西沿线为al+pl+colQ,3,黄土和dl+plQ,2,黄土填料,1.5 郑西客运专线路基黄土填料改良,2）al+plQ,3,黏质黄土和dl+plQ,2,黏质黄土填料,1.5.1 郑西沿线为al+pl+colQ,3,黄土和dl+plQ,2,黄土填料,以粉粒、粘粒为主，砂粒含量较少，,属C组填料,。,Ip为10.7,19.7，W最佳12.3,15.0，,d,为1.62,1.90g/cm,3,，,dmax,为1.78,1.97g/cm,3,，饱和,f,cu,仅,6.5,116kPa，重塑土样在水中2h后呈粒状完全崩解，,部分土样,具有弱膨胀性,。总之，黏质黄土填料，天然,状态下W和,d,与W最佳和,dmax,差别明显,填料在施工填,筑时不易被压实;且填料饱和抗压强度低,水稳定性差,局部具有弱膨胀性，不能作为路基基床以及基床下部,路堤填料。,1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验,黄土改良试验样品,注：改良土改良剂掺入量：石灰为5,8%，水泥为3,5%，养护时间14,28天。,1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验,砂质黄土改良前后物理力学指标统计表,砂粒,0.25-,0.075,粉粒,0.075-,0.005,粘粒,0.005,天 然,含水量%,天然密度,g/cm,3,比重,天然,孔隙比,液限,%,塑限,%,塑性,指数%,液性,指数,备 注,9.4510.6,69.7573.5,11.418.8,16.9218.0,1.701.76,2.712.74,0.820.89,24.626.2,15.619.6,6.69.4,00.30,砂质黄土,14.620.8,70.777.0,8.48.5,33.334.1,24.325.6,8.59.0,石灰改良土,29.4,80.3,6.9,31.9,26.3,5.6,水泥改良土,内摩擦角,（度）,凝聚力,C,（kPa）,200kPa,湿陷性,系 数,渗透性,无侧限抗压强度,击实试验,崩解,情况,蒙脱石含量,（%）,备 注,最佳,含水量,（kPa）,饱和,（kPa）,最佳,含水量,（%）,最大,干密度,（,g/cm,3,）,27.5738.1,73.7277,0.030.038,231.4899,1216.1,11.013.7,1.882.01,8小时,粒状完,全崩解,4.56,粘质,黄土,36.5538.4,192,不透水,6351489.,6301338,13.914.0,1.811.92,48小时,无崩解,石灰,改良土,39.6,378,不透水,1956,1586,13.0,1.92,48小时,无崩解,水泥,改良土,1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验,黏质黄土改良前后物理力学指标统计表,砂粒,0.25-,0.075,粉粒,0.075-,0.005,粘粒,0.005,天然,含水量,%,天然,密度,g/cm,3,比重,天 然,孔隙比,液限,%,塑限,%,塑性,指数,%,液性,指数,备 注,2.821.2,66.377.6,12.224.8,12.223.2,1.621.90,2.692.75,0.701.06,27.842.0,14.318.5,10.019.7,00.44,粘质黄土,9.722.6,72.177.1,5.312.5,33.641.0,22.628.5,9.413.4,石灰改良土,8.322.2,70.278.1,7.611.9,34.136.4,26.928.7,5.49.5,水泥改良土,夯后内摩擦角,（度）,夯后凝聚力 C,（kPa）,200kPa,湿陷性,系 数,渗透性,无侧限抗压强度,击实试验,崩解情况,蒙脱石,（%）,备 注,最佳含水量,（kPa）,饱和,（kPa）,最佳含水量（%）,最大干密度（g/cm,3,）,22.341.4,148230,0.0070.068,不透水,6491587,6.5116,12.315.0,1.781.97,2小时粒状,完全崩解,4.567.26,粘质黄土,34.152.5,94167,不透水,13012025,6281758,12.819.3,1.721.88,48小时,无崩解,石灰改良土,40.953.3,115262.3,不透水,15462775,13521799,15.015.8,1.88,48小时,无崩解,水泥改良土,2 客运专线路基压实质量检测,路基压实质量检测技术是指路基填筑工程中的各种进行质量控制的检查方法。主要包括填料质量控制、填筑厚度检测、压实度检测（主要介绍压实系数K检测、K,30,检测、核子密度仪检测、动态变形模量E,vd,检测和变形模量E,V2,检测等）。,2.1 填料质量控制,2.2 填筑厚度检测,2.3 压实度检测介绍,2.4 核子密度仪检测,2.5 地基系数,K,30,检测,2.6 动态变形模量,Evd,检测,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.1 填料质量控制,2.1.1 客运专线铁路基床填料质量控制,1 基床表层填料要求如下：基床表层填料应采用级配碎石、级配砂砾石和沥青混凝土。,2 基床底层填料要求如下：基床底层应选用A、B组填料或改良土。块石类作为基床底层填料时，应级配良好，其粒径不应大于10cm。,2.1.2 客运专线铁路基床以下路堤填料质量控制,1 应选用A、B组填料和C组碎石类、砾石类填料。,2 当选用C组细粒土填料时,应根据填料性质进行改良。,3 当选用硬质岩石及不易风化的软质岩的碎石时,应级配较好,块石类填料的粒径不得大于15cm。,2.2 填筑厚度检测,2.2.1 高程测量法,1 根据线路地形特征及地质条件，选择有代表性的断面，沿断面设数个控制点。,2 在控制点地表处设置观测地基沉降变形的沉降标。,3 填土压密后，测沉降标高程H1及填土面的高程H2。,4 H2H1得到该控制点路堤填筑厚度。,5 按断面上各沉降标（控制点）反映的地基变形的几何形态，求断面的平均填筑厚度。,2.2.2 勘探法,1 坑探：多采用探槽确定填土分界线,2 钻探：选择有代表性的点，填筑完成后，通过钻探取芯分析判断，并与填筑前的勘探地层柱状图比较，确定原地表深度，进而得到填筑厚度。,3 对于素填土路堤，亦可用静力触探或轻型动力触探方法测得。当填筑前有测试资料时，可与之比较得到填筑厚度。当填筑前缺乏这些资料时，通过分析填土的均匀性和力学特性，推测填筑厚度。,另外可通过工程物探对现场实测曲线进行分析和解释求得观测点各电性层的厚度和电阻率的大小，进而推测填筑厚度。,2.3 压实度检测介绍,2.3.1,环刀法：环刀法是压实质量检测的传统方法。国内习惯采用的环刀容积通常为200cm,3,。用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度，它不能代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，若环刀取在碾压层的上部，则得到的数值往往偏大，若环刀取在碾压层的底部，则所得的数值将明显偏小，就检查路基的压实度而言，我们需要的是整个碾压层的平均压实度，而不是碾压层中某一部分的压实度。因此，在用环刀法进行压实度检测时，应尽量取碾压层中间的土。环刀法只适用于粘性土及砂性土。,2.3.2 灌砂法:是利用均匀颗粒的砂去置换试坑的体积，它是当前最通用的方法，是普速铁路现场测定密度的主要方法。适用于现场测定砂、砾、碎石类土及改良土的密度，但不适用于填石路堤等有大孔洞的压实质量检测。本方法需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，因此，它的测试速度较慢。,2.3 压实度检测介绍,2.3.3,灌水法：其与灌砂法的原理基本相同，只是用水代替标准砂去置换试坑的体积，适用范围与灌砂法相同。由于水的密度相对稳定，因而操作更简单。测试速度更快。但测试精度要差一些。,2.3.4 气囊法：铁道建筑研究设计院在吸取国内外经验教训的基础上发明了气囊式容积测定仪，该仪器的密度试验方法“气囊法”已纳入了铁路工程土工试验规程（TB 101022004），该方法操作简单、速度快、精度高，是一种新型的密度试验方法。,此外，国外还有灌石膏法、水袋法等。灌砂、灌水、灌石膏法系传统方法，均已延用多年，其存在的共同特点是“慢”。核子射线法解决了传统方法中“慢”的问题，相应地伴生了“成本”、“精度”和“安全”问题。,2.4 核子密度仪检测,2.4.1 核子射密度仪是利用放射性同位素作放射源，根据射线透过被测物体后放射性粒子数量或速度的变化，来检测被测物体的密度和含水量的一种方法。具有体积小、重量轻，测试速度快，检测数据准确、可靠，尤其是它对同一测位可以进行重复检测的特点，是其它压实度检测方法所不具备的。,2.4.2 仪器设备：核子湿度密度仪主机由放射源、探测器、微处理器、测深定位装置等组成。附件有标准块、导板、钻杆、充电管。仪器设备需符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准，密度的测定范围为1.122.73g/cm,3,，测定误差不大于0.03g/cm,3,。含水量测定范围为00.64g/cm,3,，测定误差不大于0.004g/cm,3,。,2.4 核子密度仪检测,2.4.1 试验要点,1 标准计数和统计试验：将标准块放在坚硬的材质表面，按规定将仪器放置在标准块上，仪器手柄设置在安全位置上。周围10m以内无其他放射源，3m以内的地面上不应堆放其他材料。按下启动键，开始进行标准计数或统计试验。操作人员应退到离仪器2m以外区域。当仪器发出结束信号后，检查含水量、密度的标准计数或统计分析结果，如果其数值在规定的范围内，即可开始检测。,2 输入设定参数：测量计数时间（不宜小于30s）；选择计量单位（g/cm,3,或kg/cm,3,）；密度、含水量的偏移量，当无偏移量时输入“0”；测点记录号。,3 平整被测材料表面，必要时可用少量细粉颗粒铺平，然后用导板和钻杆造孔。孔深必须大于测试深度，孔应垂直，孔壁光滑，不得坍塌。,4 按规定方法将仪器就位，并将放射源定位到预定的测试深度，按下启动键开始测试，操作人员退到离仪器2m以外的区域。,2.4 核子密度仪检测,2.4.1 试验要点,5 当仪器发出测试结束信号后，将放射源退回到安全位置，并储存或记录检测结果。,6 如果被测材料中含有硼、氡等吸收中子的元素或水氢元素时，其检测结果应用其他方法求出偏移量进行校正。,7 试验结果计算,d,=,sw,（式2.4.11）,w=,sw,/（,sw,）100=（,sw,/,d,）100,（式2.4.12）,式中：,d,干密度（g/cm,3,）,湿密度（g/cm,3,）,sw,含水量（单位体积土中水的质量，g/cm,3,）,w含水率（%）,2.5 地基系数,K,30,检测,2.5.1 试验原理：K,30,试验是铁路和公路部门在现场确定路基填筑层的地基系数的试验方法，也可用其确定建筑物基础的地基系数。K,30,仪器装有精密的压力表和百分表，可在现场提供准确可靠的数据，并且操作简便。K,30,试验原理是在地基土上用直径30cm的刚性荷载板垂直分级加荷，测得下沉量S与荷载强度P的关系曲线，取1.25mm下沉量S,1.25,对应的荷载强度P,1.25,，计算K,30,值，即地基系数：,K,30,=,2.5 地基系数,K,30,检测,2.5.2 试验仪器的主要组成部分,K,30,试验仪器主要由荷载板、千斤顶、百分表、基准支架及反力装置组成。,荷载板为厚度大于22mm，直径30cm的刚制圆板。千斤顶选用5吨带有紧密压力表（精度1）的千斤顶。百分表的最小刻度为0.01mm，量程大于30mm。基准支架由长3m的杆和支脚组成，基准支架的杆上安装固定百分表。反力装制可利用汽车或其它反力设备，其支点应距荷载板1m以外。,2.5 地基系数,K,30,检验,2.5.3 试验方法及步骤,1 K,30,试验应按以下步骤做好准备工作：,1）平整试验作业面，整平地基土，如有必要可薄薄地铺一层细砂；,2）在平整好的土面上安置荷载板；,3）将千斤顶放置在荷载板上，并与反力装置对正，反力装置支点应距荷载板1m以外；,4）安装基准支架，其支脚应放置在距荷载板及反力装置支点1m以外的位置；,5）将百分表固定在荷载板两侧的基准支架的杆上，并调零位；,6）为使读数稳定，先预加35KPa的荷载，然后卸除，记录百分表除读数。,2 准备工作完成后，进行分级加荷试验，分级加荷每级增量为35kPa。每增加一级荷载，等该荷载的下沉量终止后，记录荷重强度和下沉量读数。,3 试验终止：,1）当总下沉量达到10mm，或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力，或者达到地基土的屈服点时，试验即停止。,2）当一分钟的下沉量不大于该级荷载强度下产生的总下沉量的1时，即可认为下沉已终止。,2.5 地基系数,K,30,检验,2.5.4 资料整理及计算,根据实例整理出的K,30,试验记录,根据表中的数据绘制荷载强度下沉量关系曲线，计算K,30,值。,K,30,试 验 记 录 表,载荷板直径,30cm,试验日期,年,月,日,荷载板面积,706.5cm,2,试验编号,时 间,荷 载,下 沉,总荷载,荷载强度,百 分 表 度 数,下沉量,N,kPa,左表,右表,平均,mm,0000,0,0,5,7,6,0,0505,2470,35,30,28,29,0.23,1003,4950,70,60,52,56,0.50,1458,7430,105,85,80,83,0.77,1842,9890,140,119,109,114,1.08,2230,12360,175,148,132,140,1.34,2602,14840,210,177,161,169,1.63,2915,17310,245,204,184,194,1.88,3145,19780,280,236,216,226,2.20,3510,22250,315,268,246,257,2.51,3830,24730,350,305,277,291,2.85,2.5 地基系数,K,30,检验,2.5.4 资料整理及计算,2.5 地基系数,K,30,检验,2.5.5 试验要点,1 试验场地准备：对已选定的场地测试面（包括支架平面）应尽可能整平，并用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时，同样也要将荷载板支承面做成水平面，以避免荷载板损坏和加荷设备移动，用作反力装置的汽车也必须确保制动。,；,2 安装荷载板：为了保证荷载板与地面的良好接触，可以铺设一层厚几毫米的干燥中砂或石膏腻子，用石膏腻子做垫层时，应在荷载板底面上抹一层油膜，然后将荷载板在其上转动并轻轻击打，使其与地面完全接触，同时借助水准尺或荷载板上的水准泡调整水平。,3 安装反力装置：反力装置的支承点必须距荷载板外侧边缘1m之外。,4 安装加载装置：将千斤顶放置于反力装置下面的荷载板中心上，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，并保持垂直。,2.5 地基系数,K,30,检验,2.5.5 试验要点,5 安装下沉量测定装置：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，确保其不受加载时荷载板及反力装置支承点周围地表变形的影响。当测桥呈Y形布置时，应安装3个测表，并相互呈120放置；当测桥呈双横杆平行布置时，应安装4个测表呈正方形布置或安装2个测表呈对角线布置。不论安装几个测表，都必须与荷载板中心保持等距离，以便求取均值，降低误差。,6 加载试验：先加0.01Mpa的荷载预压30秒钟，使系统各部分接触良好，卸压后读取量表起始读数。以0.04Mpa的增量，逐级加载，每增加一级荷载，应判稳，即当一分钟的下沉量不大于该级荷载强度下产生的总下沉量的1%时，就认为下沉稳定，这时读取荷载强度和下沉量。当总下沉量超过规定的基准值（1.25mm），或者荷载强度超过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。,7 试验点的下挖工作：当试验出现异常时，如荷载板严重倾斜或过度下沉等，应将试验点下挖相当于荷载板直径的深度。遇到有石块、不密实或含水很多、含水很少的土时，均应在试验记录表中注明,2.6 动态变形模量,E,vd,检验,2.6.1 一动态变形模量Evd测试简介,动态变形模量Evd起源于德国，是德国二十世纪90年代开始采用的新型路基压实质量标准。,我国对Evd的引进与研究开始于1999年,经过了5年的研究和应用，动态变形模量Evd的检测方法已纳入了2004年4月1日起开始实施的铁路工程土工试验规程（TB10102-2004）。,动态平板荷载实验是近期开始应用的路基压实质量新型检测方法，是属于动力荷载实验，是一种快速、方便检测反映路基动荷载特性的承载力指标动态变心形模量（Evd）值的新的实验方法，该方法是直接检测动态变形模量（Evd）值，也可根据某种条件下同类性质土的动态变形模量Evd值与地基系数K30的相关关系，推算出K30值。由于既有线路基的特殊性，要求检测平定路基质量的技术手段要安全、快速、准确、定量且不影响行车。Evd动态平板载荷实验检测速度快（约3分钟），仪器体积小，重量轻，能在狭小地段检测；很适合检测和评定既有线提速路基的质量状态。,2.6 动态变形模量,E,vd,检验,2.6.2 动态变形模量测试的原理,路基施工质量动态变形模量测试（也称动态平板载荷试验），是高速铁路路基施工质量检测的一种新方法。该仪器是采用一定质量的落锤，以一定高度自由落下，模拟列车高速运行时对路基面产生的动荷载效应冲击路面，在冲击能相同的条件下，测试路基面的垂直变形值，以此计算路动态变形模量Evd值。与动力触探法检测路基的承载力相比，他们的相似之处是：它们都是采用一定质量的落锤，以一定高度自由落下冲击路基面；但两者的检测原理和检测方法完全不同。动力触探设备简单，操作方便，检测速度快，但影响测试结果的因素较多，如：探杆侧壁摩擦阻力的影响、地下水的影响、探杆的连接刚度等，是一种较为粗略的定性方法。而动态变形模量的检测方法是采用电子技术获得路基填筑质量信息和数据的一种先进检测方法，可直接测得路基在动荷载作用下所发生的力和变形的参数，即动态变形模量Evd值。,2.6 动态变形模量,E,vd,检验,2.6.3 动态变形模量的检测方法：是采用一定质量的落锤，从一定高度自由落下，通过阻尼装置、承力罩、承载板，对路基面产生瞬间冲击，使路基面产生沉陷，这种沉陷变形反映了路基土的抗力性能。从理论上讲，路基碾压越密实，沉陷值越小，路基的动态变形模量Evd值越高；反之路基的Evd值越低。,2.6.4 适用范围:Evd法适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土、土石混合填料、非胶结路面基层及改良土，测试有效深度范围为400500mm。,2.6.5 仪器设备,1 Evd法检测应采用的轻型落锤式（LFG）Evd动态变形模量测试仪。,2 Evd动态变形模量测试仪应由加载装置、荷载板和沉陷测定仪三部分组成。,3 Evd动态变形模量测试仪的量程应符合下列要求：,a.沉陷测试范围：（0.12.0）mm 0.05mm；,b.Evd测试范围：10MPaEvd225MPa。,4 仪器每年标定一次，每三个月校验一次。,2.6 动态变形模量,E,vd,检验,2.6.5 仪器设备,2.6.6 动态变形模量值,根据平板压力公式，动态变形模量,Evd,Evd,1.5r/S (MN/m,2,),其中：1.5承载板形态影响系数；,路基面最大动应力（MN/m,2,）；,S承载板的承陷值（mm）；,R承载板的半径，150mm。,此公式表示按照弹性各相同性半空间理论，并假定横向变形系数v0.21时，圆形刚性板在竖向集中荷载作用下的地面沉陷。,落锤质量一定时，冲击力（动应力）由落锤的落高和阻尼装置控制，它的大小及延时时间要复合列车高速运行时对路基产生的冲击力。根据我国相关规范或暂规规定，路基面最大设计动应力为0.1MPa，该值被认为是列车高速运行时对路基面所产生的实际动应力。,根据公式计算的动态变形模量Evd值即代表被测点的承载力。这种方法的先进性在于能快速、准确测出路基的承载力，即动态变心模量值（Evd），它适用于检测现行规范要求的各类路基土及基床填料。,2.6.7,检测步骤,1.检测前的准备工作：,1)整平测试面，选择倾斜度不大于5的测试面，并确保其平整无坑洞。为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；,2）将荷载板置于整平的测试面上并与测试面充分接触；,3）加载装置安装在荷载板上方就位；,4）用电缆线将荷载板与沉陷测定仪连接起来，并松开搬运锁；,5）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，按此操作对测试面进行三次预冲击。,2.6.7,检测步骤,2.检测：打开沉陷测定仪电源开关；调整水准泡，使导向杆与荷载板保持垂直；按上述（5）的方式进行三次冲击测试；沉陷测定仪屏幕上将显示检测结果，其中包括：三次冲击测试的沉陷值及其平均值Sm（以mm计）和动态变形模量值,Evd,（以MPa或MN/m2计）；按屏幕提示打印或储存测试数据、结果及波形图。,3 评估：,1）检测记录及检测报告中应注明每个测点的工程名称、检测部位、试验时间、土的种类、含水率、环境温度以及仪器型号等相关的参数；,2）检测记录及检测报告中应包括用小型打印机输出的完整的实测数据、结果及波形图，也可以将沉陷测定仪与电脑连接，并通过该测试仪的专用软件直接打印出含完整实测数据及波形图的测试报告。,线将荷载板与沉陷测定仪连接起来，并松开搬运锁；,5）将落锤,当总下沉量超过规定的基准值（1.,075mm）从1-10%增加至20%。,动态变形模量Evd起源于德国，是德国二十世纪90年代开始采用的新型路基压实质量标准。,1）平整试验作业面，整平地基土，如有必要可薄薄地铺一层细砂；,6 试验中应注意的问题,1 变形模量EV2检测介绍,检测：打开沉陷测定仪电源开关；,适用于现场测定砂、砾、碎石类土及改良土的密度，但不适用于填石路堤等有大孔洞的压实质量检测。,3 膨胀土经石灰改良后，其胀缩特性明显改善。,1）检测记录及检测报告中应注明每个测点的工程名称、检测部位、试验时间、土的种类、含水率、环境温度以及仪器型号等相关的参数；,90g/cm3，dmax为1.,1 颗粒粒径变化：粘性土改良后其粒径组成发生明显变化，粘粒(0.,以粉粒、粘粒为主，砂粒含量较少，属C组填料。,5 地基系数K30检测,现场强度与室内强度关系：fu（现场）=0.,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.1,变形模量,E,V2,检测介绍,1 虽然地基系数K,30,值也是反映路基土强度及变形关系的参数，但试验的荷载沉降曲线是一次加载得出的，其沉降（变形）包括了填料的弹性变形和塑性变形。德国、法国等欧洲国家从来不采用K,30,，而是采用静态二次变形模量E,v2,和动态变形模量E,vd,压实标准。,2 变形模量E,v2,的荷载沉降曲线是在逐级加载后，逐级卸载，再二次加载得出，可认为其沉降（变形）消除了填料的塑性变形，测试结果离散性小，更能反映路基土的真实强度，比地基系数K,30,更科学、更合理。,3 变形模量E,v2,试验是通过圆形承载板和加载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E,v2,及E,v2,/E,v1,值的试验方法。变形模量E,v2,的计量单位为MP,a,。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.2,适用范围：变形模量E,v2,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。在铁路路基填筑施工质量检测中，采用直径为300mm的承载板。,2.7.3 仪器设备：变形模量E,v2,测试仪器包括承载板、反力装置、加载装置、荷载量测装置、沉降量测装置及其它辅助工具。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.4,检测步骤,1 检测前的准备工作：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 安置试验仪器：（1）安置承载板及千斤，（2）安置测桥。,3 预加载：为稳固承载板，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：变形模量E,v2,试验第一次加载必须至少分6级，并以大致相等的荷载增量（0.08MP,a,）逐级加载，达到最大荷载为0.5MP,a,或沉降量达到5mm时所对应的应力后，再进行卸载。承载板卸载应按最大荷载的50%、25%和0三级进行。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，直到第一次所加最大荷载的倒数第二级。每级加载或卸载过程必须在1min内完成。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。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.5 资料整理与计算,变形模量E,V2,测试仪包括数据自动采集计算和数据人工记录两种类型。数据自动采集计算型的变形模量E,V2,测试仪，可根据每级荷载的测试数据自动计算并打印荷载沉降曲线和变形模量值。数据人工记录型的变形模量E,V2,测试仪，可根据每一级荷载的应力和相应的荷载板中心的沉降量S，按以下计算方法，通过相应软件或可编程计算器计算试验结果，即根据试验测试的每一级荷载的应力和相应的荷载板中心的沉降量s，确定应力与沉降量关系式、计算变形模量值和绘制荷载沉降曲线。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.6 试验中应注意的问题,1 试验场地及环境条件应符合下列要求：,1）对于水分挥发快的中粗砂，表面结硬壳、软化或因其他原因表层扰动的土，变形模量Ev2试验应置于其影响以下进行，下挖深度应不大于承载板直径。,2）土体的含水率对其强度测定有较大的影响，因此，试验时土体的含水率变化范围应是在其使用期间所能保持的范围。对于粗、细粒均质土，宜在压实后24h内开始试验。,3）测试面应水平无坑洞。对于粗粒土或混合料填层造成表面凹凸不平，承载板下应铺一层厚约23mm的干燥中砂或石膏腻子。,4）试验时测试点必须远离震源，以保证测试精度。,5）雨天或风力大于6级的天气不得进行试验。,孔深必须大于测试深度，孔应垂直，孔壁光滑，不得坍塌。,按下启动键，开始进行标准计数或统计试验。,2022/10/26 8:00:4808:00:4826 October 2022,73g/cm3，测定误差不大于0.,1 核子射密度仪是利用放射性同位素作放射源，根据射线透过被测物体后放射性粒子数量或速度的变化，来检测被测物体的密度和含水量的一种方法。,主要优点是拌和均匀，质量易控，但成本高、效率低。,操作人员应退到离仪器2m以外区域。,天然状态下W和d与W最佳和dmax差别明显,填料在施工,01MPa荷载约30s，待稳定后卸除荷载，将沉降量测表读数调零。,3 现场工况试验，确定现场添加剂用量及工艺。,w=sw/（sw）100=（sw/d）100,根据实例整理出的K30试验记录,根据表中的数据绘制荷载强度下沉量关系曲线，计算K30值。,线将荷载板与沉陷测定仪连接起来，并松开搬运锁；,试验编号,K30仪器装有精密的压力表和百分表，可在现场提供准确可靠的数据，并且操作简便。,通过严格的过程控制均能满足客运专线的质量要求。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.6 试验中应注意的问题,2 含水量对变形模量Ev2和地基系数K30测试值的影响。对于级配碎石或级配砾石、表面容易板结的填料，刚碾压完时，含水量偏高，路基的变形模量Ev2和地基系数K30值较低；但随着时间推移，填料中的水分逐渐蒸发，含水量降低，在低含水量情况下，并当填料中含有粉细颗粒物质如石粉时，水在填料颗粒间起粘结作用，而且通过水的吸力和表面张力现象增加了颗粒间的有效应力，导致变形模量Ev2和地基系数K30测试值提高。而路基压实后真实的Ev2和K30测试值，应该是路基使用期间所能保持的含水量情况下的测试值。,3 当试验场地面不平整时，有些操作者往往是放置承载板后以转动几下或以承载板不晃动为标准，认为就符合要求，而实际上，有时测试面看上去较平，但当试验结束后提起承载板，通过试验面上的压痕会发现试验面与承载板接触面不大，甚至只有少数几点支撑，这就会存在应力集中，影响试验结果。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.6 试验中应注意的问题,4 变形模量Ev2试验的一次加载不能用于计算地基系数K30值。虽然地基系数K30试验是通过平板载荷试验的一次加载获得，但地基系数K30试验的一次加载与变形模量Ev2试验的一次加载有两点不同之处：,1）每级的加载增量不同。变形模量Ev2试验的加载增量是0.08MPa,而地基系数K30试验的加载增量是0.04MPa。,2）荷载增量的时间间隔不同。变形模量Ev2试验要求荷载增量的时间间隔为2分钟；而地基系数K30试验要求：每增加一级荷载，当一分钟的下沉量不大于该级荷载产生的下沉量的1%时，读取荷载强度和下沉量读数，然后增加下一级荷载。通常情况下,地基系数K30试验时，每级荷载的下沉量稳定时间大于2分钟,所以，如果用变形模量Ev2试验的一次加载来计算地基系数K30值，则得出的K30值要大于实际值。,在做变形模量Ev2试验时，容易出现加载时施加了比预定荷载大的荷载，或卸载时释放了比预定荷载小的荷载；在这种情况下，应保持该荷载，将其记录在试验记录表中，并加以注明；计算时按荷载的实际值和与之相对应的沉降量计算。不应为了与预定荷载相一致，而再去减小或增加荷载。,采用变形模量Ev2评价路基压实质量时，不仅要要求变形模量Ev2达到规定指标，而且还应对Ev2/Ev1值有要求；Ev2/Ev1值大，说明一次变形模量Ev1值小，即路基的塑性变形较大，路基压实不充分。德国交通区域开挖工程补充合同技术条款和规定（ZTVEStB 97）中要求Ev2/Ev12.5。,2.7 变形模量,E,V2,检测,2.7.6 试验中应注意的问题,5 在做变形模量Ev2试验时，容易出现加载时施加了比预定荷载大的荷载