客運專線鐵路路基地基系數(shù)k檢測試驗講解二

1、地基系數(shù)K30檢測1.1名詞解釋地基系數(shù)K30地基系數(shù)K30是表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小。它是用直徑為300mm的剛性承載板進行靜壓平板載荷試驗，取第一次加載測得的應力—位移（σ—s）曲線上s為1.25mm所對應的荷載σs，按K30=σs／1.25計算得出，單位:MPa/m。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀二十世紀三十年代開始美國提出的壓實度指標，即壓實系數(shù)K、相對密度Dr或孔隙率n至今仍然作為世界各國路基設計及施工控制的土的壓實質(zhì)量標準。雖然壓實度為參數(shù)的路基壓實質(zhì)量標準具有擊實試驗指導現(xiàn)場施工、現(xiàn)場檢測簡便等優(yōu)點，但是，對于高速鐵路或其他對強度指標要求嚴格的情況，僅靠壓實度參數(shù)來反映填土的壓實質(zhì)量就有其局限性。為了保證路基填土的強度指標，七、八十年代，許多國家開始用強度及變形指標作為路基填土質(zhì)量控制參數(shù)，即所謂的“抗力檢測法”。其中包括美國的CBR（加州承載比值）標準，德國、法國、奧地利和瑞士等國家的靜態(tài)變形模量Ev2標準，日本的地基系數(shù)K30標準等?？梢?，采用強度及變形參數(shù)作為控制指標是路基質(zhì)量標準的一大進步。我國鐵路系統(tǒng)自1985年大秦線施工引入K30平板載荷試驗以來，在鐵路建設中已經(jīng)逐步推廣應用。從二十多年K30在我國鐵路系統(tǒng)應用的情況來看，無論是儀器設備、試驗方法,還是設計標準均已比較成熟。地基系數(shù)K30已成為新線鐵路控制基床和路堤填料壓實質(zhì)量的主要指標之一，并已正式列入《鐵路路基工程質(zhì)量檢驗評定標準》(TB10414-98)和《鐵路路基設計規(guī)范》(TB10001-99)。K30平板載荷試驗作為一種強度及變形指標，能夠直觀地表征路基剛度和承載能力。我國參照日本JISA1215-1995年修訂版《公路的平板載荷試驗方法》和德國的DIN18134《平板載荷試驗》-1993年修訂版，并吸收近年來的科研成果和施工經(jīng)驗，同時針對實際應用中存在的問題，制訂了“K30平板載荷試驗”方法，該方法首次正式納入2004年4月1日起開始實施的《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB10102—2004）。1.3K30平板載荷試驗的適用條件和要求對平板載荷試驗測試值大小的影響因素很多。包括填料的性質(zhì)、級配、壓實系數(shù)、含水率、碾壓工藝、最大干密度、最佳含水量、試驗操作方法及測試面平整度等。為了規(guī)范試驗過程，提出了平板載荷試驗的適用條件和要求。K30平板載荷試驗適用于粒徑不大于載荷板直徑1/4的各類土和土石混合填料。由于K30的荷載板直徑只有300mm．因此對所填路基土的顆粒粒徑和級配有一定的限值，否則顆粒粒徑過大，級配不均勻，K30的測試結(jié)果就會帶來較大的誤差，難以真實反映路基的壓實情況。根據(jù)秦沈客運專線的經(jīng)驗，K30適用于均勻地基土(如粗、細粒土)地基系數(shù)K30的檢測，對于拌和較均勻的級配碎石也是符合測試要求的，而對于顆粒不均勻的碎石土，其K30檢測就難以得出準確可靠的測試結(jié)果。K30平板載荷試驗的測試有效深度范圍為400～500mm。由于K30平板載荷試驗成果所反映的是壓板下大約1．5倍壓板直徑深度范圍內(nèi)地基土的性狀，因此要想真實全面地反映更深土層的情況，尚需結(jié)合其他的檢測手段進行綜合評定。對于水分揮發(fā)快的均粒砂，表面結(jié)硬殼、軟化、或因其他原因表層擾動的土，平板載荷試驗應置于擾動帶以下進行。影響K30測試結(jié)果的因素很多，但含水量變化是造成K30測試結(jié)果偶然誤差的主要因素，也就是說K30測試結(jié)果具有時效性。一般來說，控制在最佳含水量附近施工，路基壓實系數(shù)較高，路基質(zhì)量好，基床表面剛度較大，K30測試結(jié)果較高。但是由于受季節(jié)及天氣氣溫變化的影響，其水分的蒸發(fā)程度不同，含水量差別較大，因而含水量為一變量。實踐證明，碾壓完畢后，路基含水量大時，K30試結(jié)果就小；含水量小時，K30測試結(jié)果就高。由于擊實土處于不飽和狀態(tài)，含水量對其力學性質(zhì)的影響很大。這就造成K30測試結(jié)果因含水量變化而離散性大、重復性差。為此，現(xiàn)場測試應消除土體含水量變化的影響。對于粗、細粒均質(zhì)土，宜在壓實后2～4h內(nèi)進行。在進行K30測試時，發(fā)現(xiàn)不同時間的K30測試結(jié)果差別較大，尤其對級配碎石來講更為明顯。這是由于不同的檢測時間，其路基的含水量及板結(jié)強度不同。若在碾壓完畢后2～3d再進行K30測試，這樣雖然K30測試結(jié)果提高了，滿足了K30的設計要求。但這樣做會造成K30測試結(jié)果無可比性、不可信。因此，為了檢測路基填筑質(zhì)量而進行的K30試驗，只有在碾壓完畢時一定時限內(nèi)進行測試才有意義。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凸凹不平，應鋪設一層約2～3mm的干燥中砂或石膏膩子。此外，測試面必須遠離震源，以保持測試精度。督細粒土（粉砂冷、黏土）只有密在壓實的條件射下方可進行檢燙測。棚在不確定的情俯況下，要對地蛇面不同深度進者行檢測，地面展以下最深至非d途(促d霸=侄承載板直沸徑僅)勞。協(xié)分雨天或風力大走于闖6禮級的天氣，不殼得進行試驗。聰1.4遠增儀器設備頸畝荷載板：荷載慢板為園形鋼板俊,寫捎其直徑為臣30cm析、板厚為附25mm篇。飼荷載板上應帶鞋有水準泡。受慮加載裝置：繡1陡）液壓千斤頂輩與手動油泵陜,冷耀通過高壓油軟弓管連接妻。原千斤頂頂端應收設置球鉸，并夫配有可調(diào)節(jié)絲萬桿和加長桿件歲，以便與各種響不同高度的反暫力裝置相適應梢。選用荷載應盼大于或等鉗于獲50k蒜N緩。筋2刑）液壓油軟管晝長度至少為扯2m矩，兩端應裝有使自動開閉閥門子的快速接頭，患以防止液壓油蝶漏出。鴉3昂）手動液壓泵枝上應裝有一個欲可調(diào)節(jié)減壓閥途，可準確地分尼級對荷載板實土施加、卸載。聲4惱）測壓表量程軌應達到最大試閑驗荷載的踩1.25助倍輕,伏餅精度不低于畏0.6美級。觸5晚）當使用測力兇計直接測量加額荷荷載時，測摸力計精度應達害到盆1白％。才析反力裝置的承羅載能力應大于連最大試驗荷載罵10壁k更N艷。吃盞供下沉量測量裝霉置由測橋和測縫表組成。測橋頭是用于安裝測愿表固定支架或少作為測表量測科基準面，由長憂度大于塞3m扶的支撐粱和支括撐座組成，當習跨度為蓮4m塵時其截面系數(shù)豈應大于或等于遷8cm秧3柱。測表宜配燥置醋3李～廊4密個精度為犁0.01mm撫的百分表或電飾子數(shù)顯百分表言,槽敢量程應不小于爛10mm悄,丸碗每個測表應配捉有可調(diào)式固定誓支架。店亦其他：鐵鍬、段鋼板尺（長流400mm萍）、毛刷、圬粱工泥刀、刮鏟謹、水準儀、鉛雕垂、褶尺、干紹燥中砂、石膏拒、油、遮陽擋弱風設施等。選1.車5干試驗儀器的校道驗要求揭填測試地基系數(shù)決時，應對儀器惕進行測試校驗棋。喝鍋新儀器進行試寫驗的三個月內(nèi)啞，應每月標定時一次，以作出棟相應誤差修正殃。當三次標定爹誤差小于挪5振%緞時，儀器進入鷹穩(wěn)定期。扎葛儀器每次投入應新工點或每年課必須予以校驗帖一次。聽1.吼6席試驗操作步驟成1.6.竊1砌場地測試面應沈進行平整，并右使用毛刷掃去傲松土。當處于徹斜坡上時，應養(yǎng)將荷載板支撐穩(wěn)面做成水平面巷。恩1.6.主2臉安置平板載荷具儀：鷹1)慶將荷載板放置姥于測試地面上皺，應使荷載板陳與地面良好接抱觸，必要時可去鋪設一薄層干押燥砂喚（鮮2發(fā)～彈3mm移）或石膏膩子慣。當用石膏膩林子做墊層時，戰(zhàn)應在荷載板底較面上抹一層油供膜，然后將荷周載板安放在石充膏層上，左右?guī)мD(zhuǎn)動荷載板并掙輕輕擊打頂面掛，使其與地面些完全接觸，與蹈此同時可借助畜荷載板上水準猾泡或水準儀調(diào)都整水平。氣2)存將反力裝置承枯載部分安置于瓜荷載板上方，緒并加以制動。盛反力裝置的支目撐點必須距荷宿載板外側(cè)邊緣柜1m盛以外。斧3)羨將千斤頂放置銀于反力裝置下瞎面的荷載板上圓，可利用加長坑桿和通過調(diào)節(jié)新絲桿，使千斤頁頂頂端球鉸座渠緊貼在反力裝露置承載部位上鑄，組裝時應保答持千斤頂垂直判不出現(xiàn)傾斜。疏4)慘安置測橋，測茫橋支撐座應設作置在距離荷載跌板外側(cè)邊緣及尚反力裝置支承畫點俘1m劍以外。測表的悶安放必須相互保對稱，并且應跌與荷載板中心連保持等距離。數(shù)1.6.究3脊加載試驗：急1)暴為穩(wěn)固荷載板睡,序扭預先加蕉0.01M澤P泥a字荷載，拉約押3蛙0孕秒鐘，待穩(wěn)定曾后卸除荷載，袋將百分表讀數(shù)晉調(diào)至零或讀取社百分表讀數(shù)作盯為下沉量的起累始讀數(shù)。滿2)聽以些0.04MP姨a鈔的增量接,暑逐級加載。每踏增加一級荷載逗，應在下沉量胃穩(wěn)定后，讀取戲荷載強度和下忘沉量讀數(shù)?？v3)產(chǎn)當總下沉量超膛過規(guī)定的基準襲值（堆1注.25mm讀），或者荷載吵強度超過估計誠的現(xiàn)場實際最梨大煤接觸壓力，或拌者達到地基的哨屈服點，試驗保即可終止。智1.6.菊4姑當試驗過程出節(jié)現(xiàn)異常時挪(駱如荷載板嚴重奇傾斜比,廈畫荷載板過度下涂沉材),械勺應將試驗點下擴挖相當于荷載解板直徑的深度錯，重新進行試雜驗見。騙對出現(xiàn)的異常嫩應在試驗記錄饅表中注明。概1.獅7鳳試驗結(jié)果計算叨及制圖賴拳油根據(jù)試驗結(jié)果貿(mào)繪出荷載強度俊與下沉量關系鴨曲線，見匯圖快1息。扇圖留1套.側(cè)荷載強上度和σ交—亮下沉量癥S混關系曲線密意吼從荷載強度與吉下沉量關系曲未線得出下沉量留基準值時的荷歪載強度，并按占下式計算出地辦基系數(shù)：帶K股30胡=赤σ拔s錄/輔s含s反躍沒賺檢噸停軍泥豐哭私純首踐搞（考1俱）式中：睡K翼30富愈—淋廳由直徑浮30cm傾的荷載板測得吼的地基系數(shù)（螞M升P悄a/m份），計算取整廈數(shù)。泥---卷辟σ局-英S那曲線中繳s北s易=1奇.25恰10爸-3筒m撒相對應的荷載赴強度閉(旺MP炎a)加?？蘳決s冤—逐蘭下沉量基準值賽（豪=1激.25撒10用-3施m北）。速1廢.為8雷試驗記錄格式脊表挺1廣K日30膝平板載荷試驗飛記錄括工程名膚稱程蹄描統(tǒng)遣填料類克型像邊塞廣圾試驗編果號俱煩工程地始點牛扔回香慶填層厚派度君多糾媽梁試驗日期涂施工單輩位鏡謀閑冰嘴檢測里哨程遷出認鹿摟試驗人員稈荷載板直徑于創(chuàng)給步檢測標高甚賞情豬真試驗負責人貢種抹加載醋順序赴荷載槐強度碑σ撒(蹄Mpa)接油壓表來讀數(shù)捕P逃壓師(柏Mpa)返下沉量澤s戒(儲mm)念(塵百分表讀揮數(shù)耐)倡荷載板中心下典沉量淘（革m霉m拳）零表跌1裁表界2粒表釣3倘平均寨預壓浙0.01濁復位青0.00納1毯0.04記2寧0.08憐3圾0.12索4呈0.16塊5腦0.20屯6嗎0.24犁復核坊裙鬼吧例年欄飛月到蔽日艱鋼惰試驗領擁屈含炒年排玩月徐沫日看1.趣9易隨機誤差校正劇炸由被測土體表層面狀態(tài)影貍響是,糾所出現(xiàn)的隨機城誤差可通過作潮圖法周和睛K槍30玩ADJUS鉗T核程序進行校正夫。封摘廁作圖法校正見騾圖肝2理所示。圖2.隨機誤差的校正示意圖2.隨機誤差的校正示意寶1晃)獄當試驗結(jié)果如棍圖中曲原線結(jié)②趕時，曲線經(jīng)坐倉標原點，可不此校正。姻2伶)想當試驗誤差結(jié)糟果如圖中曲吸線禮①住時，應在曲線紀出現(xiàn)明顯拐點限的位置沿正常藝曲線延牧伸蜂,生使交液S謎軸午于恒O錦1鳳點切,義此時零點下煮移醋△伙S道″船,右標準下沉量應善為誘S材1啞=磚S處s毅+脅△川S焦″推，并由此對應舍的荷載強度農(nóng)計算出刮K返s菜值。專3義)得當試驗結(jié)果如址圖中曲軋線均③脊時，應在曲線赤出現(xiàn)明顯拐點菜的位置沿正常張曲線曲率延褲伸哲,摩使交素S棗軸鋤于甚O令3抗點，此時零點置上旅移告△葵S蟲′儉，標準至析S崗3弊=砌S毒S掩-允△瘋S館′無，并由此對應牌的荷載強度誰計算出邀K答S質(zhì)值。駱1.10敲K陣30不平板載荷試驗花儀校驗方法弦弟擊K糾30筍平板載荷試驗晨儀在使用中應摟定期進行校驗匠,寒以消除由于儀鐘器自身系姥統(tǒng)液壓阻力變向化所引起的測捷量誤差。通過久校驗測定出實均際加載值或?qū)嶆I際荷載板正應殊力值與系統(tǒng)壓侮力表讀數(shù)值之截間的相關關系口，建立其回歸叮方程，并經(jīng)整謠理繪制成圖表煙，以作為遵K僚30瞞平板載荷試驗盆的計算基礎。層傻偽云K摸30房平板載荷試驗蘇儀校驗的技術越條件妨1教抗試驗儀配置的蠢壓力表、百分算表（或電子數(shù)灌顯表）應定期離送檢進行計量脅標定。圈2瓣尋試驗儀液壓系途統(tǒng)應不滲漏油夾。剩3構黑用于校驗的壓裂力支架或壓力喇機的承載能力易應大宣于陪50k蓬N茄。怒4類災用于校驗的壓圈力機的計量誤英差應小悠于載10兼N復，壓力傳感器葬計量誤差應小現(xiàn)于誕5敗N灘。適虹廢K丘30蔑平板載荷試驗窩儀的校驗有以駱下二種方法：物測定實際加載祥值紋F淹與壓力表讀數(shù)侍值駝P甜壓快之間的相關關睬系鋸1晚）校驗時，如龍圖巨3揀所示，將蒸K泄30輔試驗儀安放于錦壓力支架或壓度力機上，其上辨端安置業(yè)已送式檢過的測力儀茄。通過手動油什泵對試驗儀進三行逐級增量加朗壓直至加到預趴計的最大測量認載荷為止，按選表稅2纏記辟錄每次增量加荷壓后的測力儀給和壓力表的讀句數(shù)，反復進行尊三次勻，以求出每次便增量處平均值。極圖非3慎校驗方柜法寇1法示意甜1-愛支架；廟2-奏測力儀；螺3-索千斤頂；決4-個Ф伶30干荷載板；柱5-梯壓力表；呈6-壩手動油泵凈表鐘2帆茄校驗方艙法毛1飼記錄表蜻加洲殿載捎級訊多數(shù)筍測力儀示值糾(翻kN灌)越實際加載惹控綿值傍F扔(拌kN)疲壓力表讀數(shù)值遷P醋壓錫(綁MP罪a櫻)瓦1應2杠3糞平均槐1盾2而3糟平均趁1您0捆0豆0挑0班0狹0.000乖0.000涉0.000舉0.000階2夢3咳4仆5泛6消7掛8暗校驗員懲疫鄙私雕核驗宵員病蛙棕線耳丟校驗日喬期隊俊無年歇鈔巧月貿(mào)軍代日警2揮）整理校驗數(shù)高據(jù)后得出其回辭歸方程為：丹揚游樓窯工芒知拜(2)曾式中：首F繼—螺實際加載值，朋（餅k飾N關）；較—膜壓力表讀數(shù)，陣（肝MPa辛）；B—斜率；A—截距。派3鑼）在進行測試升時，可根據(jù)公細式胳(1攏)龜由罪P筆壓廉得出相對應昆的膝F券值并按榮公惜式家(頓2位)券計算出荷載板先正應力腐σ奪值。仰顏糧擊吧購哭僅窮遍毀督（砌3谷）盆式中：畏箭σ怒—廊荷載板正應力搬，（蹤M串P蒙a兼）；含哨W口—錯試驗儀的基本絹重量，（較k穿N蕩）；不卵A凝—牛φ獵30cm專荷載板面積，醬706.86桶cm聰2隔。贏注：試驗儀的忍基本重量源W尸包括千斤頂、鎖荷載板及組裝疼在板上的儀表之支架等重量，憲至于測試過程膽中在千斤頂上插端增加的接桿爺重量，由于已效被相應增加的傲系統(tǒng)阻力所抵雁消，故不予以巧考慮。月測定荷載板正景應煙力固σ盤與壓力表讀數(shù)知值爽P即壓駐之間的相關關羅系這1著）校驗時，如識圖賓4群所示，將魚K欠30港試驗儀安放于砌壓力支架或壓德力機上，其下鐮端安置業(yè)已送杰檢過的壓力傳爺感器。通過手猴動油泵對試驗例儀進行逐級增筒量加壓直至加萄到預計的最大掘測量載荷為止數(shù)，按總表樹3路記錄每次增量愿加壓后的壓力疫傳感器和壓力憤表的讀數(shù)，反謎復進行三次，輕以求出每次增飛量平均值。夏圖刃4邪校驗方略法妙2縫示意知1-念支架；陣2-歇測力儀；僚3-倡千斤頂；屑4-遲Ф潑30委荷載板；怒5-鮮壓力表；您6-段手動油泵啦7-窯壓力傳感器；阿8-肉傳感器示值表爭表瑞3北懂抓校驗方法茅２記接錄表卵加趴程載含級顯寄數(shù)貞壓力傳感器示閑值舍(題kN)秘實際荷載板正臣應力值（眾MP或a糞）英壓力表讀數(shù)值帶P宅壓處(張MP槍a嘩)她1撓2獨3嫁平均事1謀2研3喬平均蹦1鐮0莫0備0勾0太0獻0.000醫(yī)0.000良0.000草0.000倡2搖0.04份3弦0.08描4尤0.12哈5泳0.16橋6找0.20曲7粗0.24宇8厘0.28繡校驗員臂唉凝堵核驗言員派呆順皺襯音校驗日抗期扭陷退年忙志院月柴產(chǎn)志日顆2嶄）整理校驗數(shù)沾據(jù)后得出其回筑歸方程為：吃土莖惱猶潔慎芹并侄掠（榮4刺）處3沉）在進行測試譜時，可根據(jù)公蜓式赴(督３寄)落由賢P晚壓府得出相對應魔的宿σ塊值。辛覆摸K謎30濁平板載荷試驗條儀校驗周期：她在新儀器使用啦的前三個月內(nèi)把，應每月校驗閃標定將一次，以作出啟相應的誤差修見正，當三次標瑞定的誤差小糟于甩±絮5忌，即認為儀器褲已進入穩(wěn)定期宅。但儀器每次乖投入新工點使祝用前或每年必汗須予以校驗一足次。傘1.1脖1奇舉例漲（德國工業(yè)標樸準數(shù)DIN181織3簡4夕，是200企1豪年火9討月版）系德國工業(yè)標蠻準疫DIN181誰3瓣4毒（盜200懶1迅年欣9據(jù)月版）中對奶E認V2濟和侮Ks隱平板載荷試驗蓄所采用的儀器似設備和試驗方師法做了具體的衫規(guī)定。德國鐵汁路標準中采用只E貨V2百而不采用摧K夸30你，徹那對于公路和機店場等鋪蓋式建奔筑結(jié)構的測試隨，要獲取地基誰系數(shù)曉k竟s拳原則上采用直遞徑皂762mm巴的承載板，亦談稱為祝DIN181個34涌迫—粥76傷2當檢測。威平板載荷試驗回所采用的傭位移測試設備棕的安裝見夾圖款5沙。屋E透V2助和至Ks然的測試在剃國際上普遍采拒用的好是具有代表性糊的節(jié)德架國竊HMP媽馬格德堡測量團儀器制造有限解責任公司開發(fā)淺PD新G逆系列朽E嫁V2損和虧Ks銅測試儀（見嗚圖乞6靜）。圖例說明：依a鏡）按照秤桿原想理設計的可旋倉轉(zhuǎn)的測量臂；愛位移測試時要?？紤]杠桿的比鐵例曬h金P寸:涂h傍M智。平b描）單軸可伸縮翁移動的測量臂位;立位移測試比例撇為鉆1軋:1臭。敲1滴、測量表，即予位移傳感器奧去違5渠、荷載鍋2怨、支架養(yǎng)星丘堪茫犯山零6史、垂直支架恭3夏、旋轉(zhuǎn)點用械復哲訊7灶、支座廊4督、測量臂穗燃氣榴賺8列、觸點冠s寫M剝、恒s絞歉挑位移測量表，平即位移傳感器勤圖鍛5蜂攜帶觸點的位移衣測試裝置圖例獎圖串6皇PDG-捎K碼型棟E翅V2肢和在Ks穗測試儀的應用刺其中，趁預壓荷載痛為肯0.005M貨N處/m2督，并保持垂直憶狀態(tài)，直到承枝載板的位移變僵化值小于膊0.02mm蠻/m杏i靈n畜，然后按照標美準應力分別薦為爛0.04MN悲/m2,0回.008MN得/m2,0祥.14MN/抓m2富和青