Evd檢測技術(shù)在客運(yùn)專線路基施工中的應(yīng)用

　　路基的施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、進(jìn)度和列車運(yùn)行安全，科學(xué)、合理的監(jiān)控測試方法是保證路基施工的重要措施。在路基工程施工中，土體壓實(shí)是一個(gè)最基本的問題，但僅用密實(shí)度指標(biāo)來檢測和判斷路基的質(zhì)量有其局限性。因?yàn)槁坊钔恋氖┕し椒ú煌康牟町惡蛽魧?shí)標(biāo)準(zhǔn)的差別，相同密實(shí)度的土體其力學(xué)性能指標(biāo)有較大差異。因此，在檢測密實(shí)度的基礎(chǔ)上，將強(qiáng)度及變形指標(biāo)作為反映路基承載力的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)外路基施工質(zhì)量檢測技術(shù)的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的強(qiáng)度及變形參數(shù)指標(biāo)通過靜態(tài)平板荷載試驗(yàn)測得，即檢測地基系數(shù)K30，而路基實(shí)際承受的荷載不僅有靜荷載，還有列車運(yùn)行時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生的動(dòng)荷載，特別是鐵路客運(yùn)專線，動(dòng)荷載產(chǎn)生的沖擊力對(duì)路基的影響更為明顯，也就是說，路基的穩(wěn)定性和變形問題主要是由于動(dòng)荷載引起的，所以，采用模擬列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力及動(dòng)應(yīng)變形指標(biāo)作為路基的填筑質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)將更科學(xué)合理、更符合實(shí)際情況。

　　1、工程概況

　　武廣客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時(shí)速為350km/h，采用無碴軌道形式，其標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)新、科技含量大。路基作為其重要的組織部分，質(zhì)量檢測采用“抗力檢測法”，即用強(qiáng)度及變形指標(biāo)作為路基填土質(zhì)量控制參數(shù)，主要包括Evd、Ev2、K30、n(或K)指標(biāo)。我單位承建的武廣鐵路客運(yùn)專線路基20.908km，設(shè)計(jì)上Evd、K30、Ev2為必測指標(biāo)。Evd動(dòng)態(tài)變形模量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：基床表層55MPa，基床底層40MPa。施工中采用ZORN ZFG-02型Evd動(dòng)態(tài)變形模量測試儀，檢測方法按《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》(TB10102-2004)檢測。

　　2、Evd測試的工作原理

　　動(dòng)態(tài)變形模量Evd(dynamic modulus of deformation)是指土體在一定大小的豎向沖擊力和沖擊時(shí)間作用下抵抗變形能力的參數(shù)。

　　2.1　工作原理

　　動(dòng)態(tài)變形模量測試儀采用一定質(zhì)量的落錘，從一定高度自由落下，通過阻尼裝置、承載板，對(duì)路基產(chǎn)生瞬間的沖擊，使路基產(chǎn)生沉陷。也就是采用一定質(zhì)量的落錘，從一定高度自由落下，模擬列車運(yùn)行時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生的動(dòng)荷載效應(yīng)沖擊路基，在沖擊能相同的條件下，測試路基的垂直變形值，以此計(jì)算路基的動(dòng)態(tài)變形模量Evd指標(biāo)。從理論上講，路基碾壓越密實(shí)，沉陷值越小，路基的動(dòng)態(tài)變形模量Evd值越高;反之，路基的Evd值越低。

　　2.2　計(jì)算公式

　　動(dòng)態(tài)變形模量Evd是由落錘沖擊施加一定大小和作用時(shí)間荷載的平板試驗(yàn)測得的土體變形模量。通常荷板的直徑為300mm，錘重為10kg，最大沖擊力為7.0kN，荷載脈沖寬度18mm。試驗(yàn)記錄落錘沖擊時(shí)板的沉降。在假定沖擊力恒定和泊松比μ=0.21的情況下，由彈性各項(xiàng)同性半空間體上圓形局部荷載的公式計(jì)算動(dòng)態(tài)變形模量：

　　Evd = 0.79(1-μ2) dσ/S

　　= 1.5rσ/S = 22.5/s(MPa)

　　式中：r―承載板的半徑，這里為150mm;

　　σ―路基最大動(dòng)應(yīng)力;

　　S―承載板的沉陷值(mm);

　　1.5―承載板形狀影響系數(shù)。

　　3、動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)儀的主要技術(shù)性能參數(shù)

　　動(dòng)態(tài)變形模量測試儀主要由落錘儀和沉陷測定儀組成，落錘儀包括：脫鉤裝置、落錘、導(dǎo)向桿、阻尼裝置、承載板等，沉陷測定儀主要包括傳感器、放大器、數(shù)據(jù)處理器、打印機(jī)和電源。

　　Evd動(dòng)態(tài)平板荷載試驗(yàn)適用于粒徑不大于荷載板直徑1/4的各類土和土石混合填料，其主要技術(shù)參數(shù)為：

　　(1)測試范圍滿足：10MPa≤Evd≤225MPa;

　　(2)測試深度范圍：400～500mm;

　　(3)測試面最大坡度：5%;

　　(4)總重：35kg，落錘重：10kg;

　　(5)最大沖擊力：7.07kN

　　(6)承載板直徑：300mm;厚度：20mm;

　　(7)沖擊持續(xù)時(shí)間：18±2ms

　　(8)沉陷測試范圍：0.20～2.00mm;精度：±5%;

　　(9)環(huán)境溫度范圍：0～40℃;

　　(10)電源：4節(jié)5號(hào)干電池，2組。

　　4、Evd動(dòng)態(tài)變形模量試驗(yàn)測試方法

　　4.1　測試前的準(zhǔn)備工作

　　(1) 測試面應(yīng)平整，其傾斜面角度≯5°。

　　(2)測試面必須平整無坑洞，使荷載

　　板與地面良好接觸，對(duì)于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，可用少量的細(xì)中砂來補(bǔ)平。

　　(3)導(dǎo)向桿應(yīng)保持垂直、光潔。

　　(4)檢查儀器標(biāo)明的落距。

　　(5)試驗(yàn)時(shí)測試點(diǎn)必須遠(yuǎn)離震源。

　　4.2　測試步驟

　　(1)荷載板放置在平整好的測試面上，安裝上導(dǎo)向桿并保持其垂直。

　　(2)將落錘提升至掛(脫)鉤裝置上掛住，然后使落錘脫鉤并自由落下，當(dāng)落錘彈回后將其抓住并掛在掛(脫)鉤裝置上，按此操作進(jìn)行三次預(yù)沖擊。

　　(3)正式測試時(shí)按步驟⑵的方式進(jìn)行三次沖擊測試，作為正式測試記錄。測試時(shí)應(yīng)避免荷載板的移動(dòng)和跳躍。

　　(4)儲(chǔ)存并打印測試結(jié)果。

　　(5) 測試時(shí)，應(yīng)記錄每個(gè)測點(diǎn)的工程名稱、檢測部位、試驗(yàn)時(shí)間、土的種類、含水率以及相關(guān)的參數(shù)。

　　4.3　測試結(jié)果的輸出

　　Evd動(dòng)態(tài)變形模量的測試結(jié)果可以通過沉陷測定儀直接打印，也可以與電腦連接，通過專門的數(shù)據(jù)處理軟件打印生成測試報(bào)告。