K30平板載荷試驗(yàn)

K30平板載荷試驗(yàn)1、 試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用條件K30平板載荷試驗(yàn)是用直徑為30cm的荷載板測定下沉量為1.25mm地基系數(shù)的試驗(yàn)方法。地基系數(shù)是指以某一下沉量除與其相對應(yīng)的荷載強(qiáng)度所得出的值。計(jì)量單位為MPa/m。K30作為一種抗力指標(biāo)，能夠直觀地表特征路基剛度和承載能力，物理意義明確，與傳統(tǒng)的物理指標(biāo)相比具有明顯的優(yōu)越性，因此，從20世紀(jì)70年代以來，K30試驗(yàn)被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、機(jī)場等工程的地基檢測。1867年，捷克工程師文克勒（E.winkler）在研究鐵路路基上部結(jié)構(gòu)時(shí)提出對彈性地基的假定：地基上任何點(diǎn)的沉降取決于作用在該點(diǎn)上所受的力，而與鄰近的壓力無關(guān)。用公式表達(dá)，即：文克勒假定適用地基壓縮層為很薄的情況，即地基壓縮層與受力面積尺寸相比為一個(gè)很薄的“墊層”時(shí)，計(jì)算變形才能符合實(shí)際情況。在鐵路路基施工時(shí)每層攤鋪厚度為30?60cm，因此，可以近似地認(rèn)為符合文克勒假定。這就是K30平板載荷試驗(yàn)用于路基壓實(shí)質(zhì)量檢測的理論基礎(chǔ)。K30平板載荷試驗(yàn)使用于填料最大粒徑不大于載荷板直徑1/4的各類土、土石混合填料及級(jí)配碎石填料。試驗(yàn)時(shí)，場地及環(huán)境條件等應(yīng)符合以下要求：1） 對于水分揮發(fā)快的均粒砂，表面結(jié)硬殼、軟化或因其它原因表層擾動(dòng)的土，平板荷載儀應(yīng)置于擾動(dòng)帶以下（下挖深度限定在荷載板直徑D的范圍內(nèi)）。2） 對于粗、細(xì)粒均質(zhì)土，宜在壓實(shí)后2?4小時(shí)內(nèi)開始進(jìn)行。3） 測試面必須是平整無坑洞的地面。對于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，應(yīng)鋪設(shè)一層2?3mm的干燥中砂或石膏膩?zhàn)?。此外，測試面必須遠(yuǎn)離震源，以保持測試精度。244） 雨天或風(fēng)力大于6級(jí)的天氣，不得進(jìn)行試驗(yàn)。2、 試驗(yàn)所需主要儀器設(shè)備和器具平板載荷儀由載荷板、加荷裝置、下沉量測定裝置及其它輔助設(shè)備組成。1）荷載板：圓形鋼板，其直徑為30cm，板厚為25mm，上部應(yīng)帶有水準(zhǔn)泡，以便安裝時(shí)測定測試面的水平。2.加荷裝置：由千斤頂、高壓油管、手動(dòng)液壓泵組成。為了不影響檢測精度，千斤頂與手動(dòng)油泵應(yīng)為分體式。為了準(zhǔn)確傳遞壓力，千斤頂油缸頂端應(yīng)設(shè)置球鉸，并配有加長桿件，以使與各種不同高度的反力裝置相適應(yīng)。手動(dòng)液壓泵上應(yīng)有一個(gè)可調(diào)節(jié)減壓閥，便于準(zhǔn)確的分段對荷載板實(shí)施加、卸載。高壓油管長度至少為2m，油軟管兩端應(yīng)裝有自動(dòng)開閉閥門快速接頭，以防止液壓油漏出。測壓表應(yīng)采用0.6級(jí)精度，或用1%精度的測力計(jì)直接量測荷載，量程應(yīng)是最大試驗(yàn)荷載的1.25倍。3） 反力裝置：可利用裝載的汽車或其他設(shè)備裝置等以得到所需反力，其承載能力應(yīng)大于最大試驗(yàn)荷載10kN以上。4） 下沉量測定裝置：由測橋和測表組成。測橋是用于安裝測表固定支架或作為測表量測基準(zhǔn)面，其長度由大于3m的支承梁和支撐座組成，為了運(yùn)輸方便、操作安全和穩(wěn)定可靠，支承梁應(yīng)由輕金屬制成，可采用可伸縮管式橫桿做成Y形三點(diǎn)支承或采用雙橫桿平行布局。當(dāng)跨度為4m時(shí)，其截面系數(shù)應(yīng)大于或等于8cm3。測表宜配置2?4個(gè)精度為0.01mm的百分表，量稱應(yīng)不小于10mm，每個(gè)測表應(yīng)配有可調(diào)式固定支架。5） 輔助設(shè)備：鐵鍬、鋼板尺（長400mm）、毛刷、圬工泥刀、刮鏟、水準(zhǔn)儀、鉛錘、褶尺、干燥中砂、石膏、油、遮陽擋風(fēng)設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前已開發(fā)出專用的K30荷載板檢測，采用自動(dòng)化程度高的微機(jī)系統(tǒng)控制，機(jī)動(dòng)性能良好，快速、準(zhǔn)確，特別適應(yīng)大規(guī)模快速機(jī)械化施工的需要。K30平板載荷試驗(yàn)儀各測試儀器，量表應(yīng)定期進(jìn)行計(jì)量檢測和校驗(yàn)，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。3、試驗(yàn)要點(diǎn)1） 試驗(yàn)場地準(zhǔn)備：對已選定的場地測試面進(jìn)行整平，并用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時(shí)，亦應(yīng)將荷載板支承面做成水平面。2） 安裝平板載荷儀：安裝荷載板：為了保證荷載板與地面的良好接觸，可鋪設(shè)一薄層中砂（2?3mm）或石膏膩?zhàn)?，用石膏膩?zhàn)幼鰤|層時(shí)，應(yīng)在荷載板頂面上抹一層油膜，然后將荷載板安放在石膏層上轉(zhuǎn)動(dòng)并輕輕擊打頂面。使其與地面完全接觸，同時(shí)借助荷載板上水準(zhǔn)泡或水準(zhǔn)儀調(diào)整水平。安裝反力裝置：將反力裝置（例如：汽車或壓路機(jī)）駛?cè)霚y試點(diǎn)，在使其承載部位正處于荷載板上方之后，加以制動(dòng)。此時(shí)，反力裝置的支承點(diǎn)（以汽車或壓路機(jī)作為反力裝置時(shí)系指其車輪或滾筒與地面的接觸點(diǎn)）必須距荷載板外側(cè)邊緣1m以外。安裝加載裝置:將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板上，可利用加長桿和通過調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，組裝時(shí)應(yīng)保持千斤頂垂直不出現(xiàn)傾斜。安裝下沉量測定裝置：測橋支承座應(yīng)設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點(diǎn)1m以外。當(dāng)測橋呈Y型布置時(shí)，應(yīng)安裝3個(gè)測表，相互呈120°放置；當(dāng)測橋呈雙橫桿平行布置時(shí)，應(yīng)安裝4個(gè)測表呈正方形布置，或安裝2個(gè)測表呈對角線布置，不論安裝幾個(gè)測表，都必須與荷載板中心保持等距離，以便求取平均置，降低誤差。圖17.8荷載~下沉量關(guān)系曲線3） 加載試驗(yàn)為穩(wěn)固荷載板，預(yù)先加0.01MPa荷載，約30秒種，待穩(wěn)定后卸除荷載，將百分表讀數(shù)調(diào)至零或讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的起始讀數(shù)。以0.04MPa的增量，逐級(jí)加載。第增加一級(jí)荷載，應(yīng)等該級(jí)荷載下的下沉量穩(wěn)定后，讀取荷載強(qiáng)度和下沉量讀數(shù)。當(dāng)1min的下沉量不大于該級(jí)荷載強(qiáng)度下產(chǎn)生的總下沉量的1%時(shí)即可認(rèn)為下沉已終止。當(dāng)下沉量超過規(guī)定的基準(zhǔn)值（1.25mm），或者荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場實(shí)際最大接觸壓力，或者達(dá)到地基的屈服點(diǎn)，試驗(yàn)即可告終止。4） 試驗(yàn)點(diǎn)的下挖工作：當(dāng)試驗(yàn)過程出現(xiàn)異常時(shí)（如荷載板嚴(yán)重傾斜，荷載板過度下沉），應(yīng)將試驗(yàn)點(diǎn)下挖相當(dāng)于荷載板直徑的深度。如遇到石塊，或不太密實(shí)或含水很多或含水很少的土?xí)r，均應(yīng)在試驗(yàn)記錄中注明。5） 由試驗(yàn)結(jié)果，繪制如圖（17.8）所示的荷載?下沉量曲線。6） 誤差校正由被測土體表面狀態(tài)影響，所出現(xiàn)的隨機(jī)誤差可通過作圖或K30ADTUST程序進(jìn)行校正。作圖法校正如圖17.9所示。圖17.9誤差校正示意圖當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果如圖中曲線②時(shí)，曲線經(jīng)座標(biāo)原點(diǎn)，可不校正。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果如圖中曲線①時(shí)，應(yīng)在曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)的位置沿正常曲線延伸，使交于S軸于O1點(diǎn)，