淺談路基檢測方法動態變形模量Evd

崔紀強

【摘要】隨著高速鐵路的迅猛發展，高速鐵路路基施工技術的日趨成熟，動態變形模量EVd已經成為高速鐵路檢測中不可替代的一項檢測指標。本文主要對動態變形模量Evd概念、原理、適用范圍、儀器結構及特點、試驗前的準備工作及試驗步驟進行說明。

【關鍵詞】動態變形模量Evd

0引言

動態變形模量Evd是德國20世紀90年代開始采用的新型路基壓實標準。1997年2月德國頒布執行《德國鐵路建設輕型落錘儀器使用規定》（NGT39）標志著動態變形模量Evd標準開始在鐵路工程中正式采用。1999年12月20日頒布執行的《德國鐵路規范》DS836.0501中，按路基形式、設計速度、填料總類、工程部位的不同，明確規定了各種情況下動態變形模量Evd的設計標準。1999年我國修建秦沈客運專線時，正式引進了動態變形模量Evd技術。經過十幾年的工地實踐，2010年12月8日我國鐵道部頒布執行《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》TB10751-2010中，明確了普通填料和物理改良土填筑基床底層及級配碎石填筑基床表層時采用壓實系數、地基系數和動態變形模量控制壓實質量。正式在高速鐵路中成為控制高速鐵路路基壓實質量標準之一。

1 動態變形模量概念、原理及適用范圍

動態變形模量Evd概念是指土體在一定大小豎向沖擊力Fs和沖擊時間ts作用下抵抗變形能力的參數。

它由計算公式Evd=1.5rσ/s得出

公式中Evd----動態變形模量（MPa），計算至0.1 MPa；

r ----圓形剛性承載板半徑（mm），即r=150mm；

σ----承載板下的最大動應力，它是通過在剛性基礎上，由最大沖擊力Fs=7.07KN且沖擊時間ts=18ms時標定得到的，

σ=0.1 MPa；

s----承載板沉陷值（mm）；

試驗結果可采用簡化公式計算：Evd=22.5/s

動態變形模量Evd原理是通過落錘試驗和沉陷測定直接反映出土體動態特性，它的

這一特性較好的模擬了列車在高速通過路基的情況下列車沖擊對路基帶來的變形情況。適用于粒徑不大于荷載板直徑4/1的各類土、土石混合料和級配碎石，測得有效深度范圍約為承載板直徑的1.5倍。

2動態變形模量Evd儀器結構組成

動態變形模量Evd儀由加載裝置、承載板、沉陷測定儀三部分組成。加載裝置主要由落錘（重10Kg）、掛鉤裝置、導向桿、阻尼裝置構成；承載板為圓形鋼板（直徑300±5mm、厚20±0.2mm），內部安裝有測振傳感器；沉陷測定儀由數據采集裝置、顯示器和打印機構成（沉陷測試范圍0.1～2.0±0.04mm）。

Evd測試范圍：10MPa≤Evd≤225MPa。

3動態變形模量的特點

1） 檢測儀器體積小可在路基狹小地段進行檢測，如橋涵過渡段、邊坡附近進行檢測。

2） 重量輕（總重量約35Kg）、安裝攜帶方便，隨便兩人就可以帶走。

3） 操作簡單，無需配合一個人即可完成試驗檢測。

4） 檢測速度快，通常檢測一個點位約1～2分鐘。在施工現場路基填筑施工工期較緊時可及時對現場路基實際壓實情況進行了解并采取措施，縮短檢測不合格帶來的時間浪費。

5） 測試精度高、自動化程度高，現場檢測路基壓實質量時可直接計算出數據，無需自己動手計算，有效快速的反應出真實的土體填料的壓實情況。

4動態變形模量試驗前準備工作

1） 路基在開始填筑前檢查試驗儀器是否進行檢定，檢定日期是否在有效期內，落距是否與檢定落距一致。

2） 路基填筑前需要事先檢查儀器電量是否充足，保證路基填筑完畢時能及時的進行試驗檢測給出數據。

3） 進入現場檢測時，檢測面應平整，用毛刷掃去松土。測試面宜做成水平，其傾斜度不大于5°，必要時可用少量干燥砂補平。檢測點位要選擇具有代表性的位置。

4） 將承載板放置在平整的測試地面上良好的與地面接觸。如發現承載板有部位不能良好的接觸地面可輕輕利用承載板上下左右進行摩擦使之能很好的接觸檢測面。

5） 用沉陷測定儀上連接電纜鏈接承載板。

6） 松開搬運鎖開始準備試驗。

5動態變形模量試驗步驟

1） 打開沉陷測定儀電源查看日期時間是否準確，如有偏差可根據儀器使用說明書進行更改。

2） 將落錘提升至掛鉤裝置上掛住，導向桿垂直，然后使落錘脫鉤并自由落下，當落錘彈回時及時將其抓住并掛在掛鉤裝置上。按此操作進行三次預沖擊。目的是為了更好的與檢測面接觸，使接下來的正式沖擊得出的數據更加準確有效真實反映土體壓實情況。

3） 按下測試按鈕，將落錘提升至掛鉤裝置上掛住，導向桿垂直，然后使落錘脫鉤并自由落下，當落錘彈回時及時將其抓住并掛在掛鉤裝置上，連續三次沖擊，作為正式記錄，避免測試板移動和跳躍。如果有跳動或移動可用腳輕輕踩住即可，切勿用力過猛改變力學性質影響數據真實性。

4） 顯示三次測得沉陷值S1 S2 S3。

5） 顯示三次平均沉陷值Sm和動態模量值Evd。

6） 儲存并打印數據。

7） 試驗完畢關閉沉陷測定儀開關，關閉搬運鎖，選擇下一檢定點直至檢測數

據數量充分的反應出該位置的壓實質量為止。

結語

現今隨著高速鐵路路基施工機械化能力的提升，先進的壓實機械和裝載機械的使用，路基填筑越來越快，檢測時間長短往往成了制約工期進度的主要因數而不是以前的機械設備等問題。動態變形模量Evd這種方便快捷準確反應壓實質量的檢測將會成為鐵路路基施工質量檢測中主流的檢測項目控制指標，所以掌握這種新型的檢測設備方法是每個現場試驗檢測人員所必須的，這樣才能在今后快速的高速鐵路路基施工中滿足現場施工要求。

參考文獻

中華人民共和國鐵道部《鐵路工程土工試驗規程》TB10102-2010