发布时间 : 星期三 文章K30、Ev2、Evd检测技术_讲义材料更新完毕开始阅读747fca5dbe23482fb4da4cab
上。
2.1.2变形模量Ev
土体的变形模量Ev 值是通过一次加载或重复加载测得的应力—位移曲线上 0.33σ0max 和 0.73σ0max 之间的位移割线斜率来确定的。 2.1.3二次变形模量Ev2
一次加载的变形模量值为一次变形模量，用EV1表示； 二次加载的变形模量值为二次变形模量，用EV2表示。 2.2国内外发展现状
在平板载荷试验应用过程中，常用的加载方式有单循环静载和二次循环静载。单循环静 载是按每级40kPa 加载，当每级加载完成后，每间隔一分钟读取百分表一次，直至两次读数
符合沉降稳定要求，才能转到下一级荷载，直至试验最大荷载为止。二次循环静载也是按每 级40kPa 加载，分级加载到最后一级荷载的沉降稳定后，开始卸载，卸载梯度按最大荷载的
0.5 或0.25倍逐级进行，全部荷载卸除后记录其残余变形，之后又开始另一加载循环。采 用d=30cm 的荷载板试验计算变形模量时，荷载一直加到沉降值达5mm 或承压板正应力达到
0.5MPa 为止。
为了更有效地分析土的变形性质和承载能力，德国标准采用了二次循环静载法，其结果 采用二次变形模量Ev2表示。Ev2 是德国、法国及欧洲一直沿用的、成熟的路基压实设计标 准和检测技术，德国铁路路基标准DS836中规定了Ev2 的设计标准值，且二次变形模量Ev2 的试验规程执行德国工业标准DIN18134。Ev2 测试在国际上普遍采用的是具有代表性的德 国HMP马格德堡测量仪器制造有限责任公司开发的PDG系列Ev2测试仪（见图A）。“PDG” 即“平板载荷试验仪”的德文缩写。
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图A PDG-K 型Ev2测试仪
目前，国内由于铁路一直沿用的是K30标准，所以，对于Ev2 还没有技术储备，具体表 现在以下几个方面：
①仪器设备方面，国内目前还没有Ev2检测设备，国产的K30 仪器是无法检测Ev2指标的； ②在检测方法方面，国内没有进行过立项研究，还不掌握Ev2 的检测方法； ③在标准规范方面，国内还没有检测规程、规范和标准；
④在设计方面，还没有采用过Ev2 参数，尚无Ev2 设计经验。
因此，为解决我国铁路客运专线路基上修建无碴轨道的关键技术问题，研究无碴轨道对 路基的要求、路基压实指标Ev2 的检测方法与标准，制定出Ev2 试验检测规程与设计标准， 推动我国铁路路基检测技术与设计标准的进步，使之与国际领先水平接轨是十分必要的。 2.3仪器设备 2.3.1 概论
进行平板载荷试验的前提条件： a）加载反力装置（配重）。
b）平板载荷试验仪，它由承载板、盒式水准器、加载装置、液压泵、液压缸和高压软 管组成。
c）垂直于承载面的用于检测力和承载板位移的装置。 d）用于变形模量计算的数据处理器。
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2.3.2 加载反力装置
平板载荷试验的加载反力装置是必不可少的,它提供的反力至少要大于检测中必须达到 的最大荷载10kN 以上。载重机动车,压路机及适当固定的重物都可作为加载反力装置。 2.3.3 承载板
承载板使用S355J0 型钢制成。加工中对光洁度和粗糙度偏差要求符合图示1 和2 上的 规定。承载板的直径必须为300mm，厚度为25mm。 图中尺寸以mm计，一般偏差范围按:ISO 2768-mK 图例说明：1带有万向头的中心受力栓 2手柄 3孔径 图1 带测量孔的直径300mm的承载板
直径600mm和762mm的承载板，它的厚度必须为20mm，并且有对称排列的支撑加筋
肋，在它上面放置直径300mm的承载板时可当底面使用，其内安置的销子或锁定装置在抬 起承载板时起固定作用。
承载板加工偏差要求直径为0.5mm，厚度为0.2mm。 图中尺寸以mm计，一般偏差范围按:ISO 2768-mK。
图例说明：1、承载板对中装置 3、加筋肋（t = 20mm）
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2、直径300mm的承载板 4、连接承载装置的插孔 A—Aa
a、缩小比例的示意图
图2 带对称排列加筋肋的直径600mm和762mm的承载板 2.3.4 加载装置
加载装置是由一根至少2m长的高压软管将液压泵和液压缸连接而成的，并以此来实现 对承载板的加载和卸载。
为了使力的传递准确无误，液压缸必须两边固定，以防倾斜和翻倒。它的上升高度至少 要能达到150mm。
测试仪检测时的高度不得大于600mm，为了调整与加载反力装置的距离，有时须附加
一个延长装置，这一装置至少可以使液压缸达到1000mm。加载装置延长部分要保证其抗压 弯曲强度。 2.3.5 测力装置
承载板与液压缸之间设有一个机械或电子的力传感器。测力装置对每次加载测试所得到 的数据误差范围最高不得超过1%。
压力显示值：对于直径300mm 的承载板精度至少要求达到0.001MN/m2，对于直径 600mm和762mm的承载板至少要求达到 0.0001 MN/m2。 力显示值的精度必须与要求的压力显示值的精度一致。 要求适应的工作环境温度范围为0℃—40℃。 2.3.6 位移测试装置
位移测试原理如图3 所示。位移测试装置是由一个可旋转的测量臂（见图3a）和一个 单轴可伸缩移动的测量臂（见图3b）组成的。
可旋转的测量臂位移测试装置只适用于检测深度至0.3m的坑槽。单轴可伸缩、移动的 测量臂位移测试装置可以检测较深的坑槽。 位移测试装置由以下几部分组成： ??三点支撑式支架（见图3 中的2）
??垂直可移动的扭转和弯曲的测量臂（见图3中的4） ??位移传感器，即测量表（见图3 中的1）
承载板中心点到支架轴心的距离必须为（1500±5）mm。
杠杆比hP:hM(见图3a)必须确定，但可在允许范围内调整，比值不得超过2.0。 使用直径300mm和600mm的承载板检测时,位移测试装置的位移量程必须满足10mm，
使用直径762mm 承载板检测时，位移量程必须满足15mm，承载板位移测试误差不得超过 0.04mm。
测试值显示精确度至少要达到0.01mm。
要求适应的工作环境温度范围为0℃—40℃。 2.3.7 辅助仪器 a） 铲；
b） 钢尺，长度分别为400mm、700mm或800mm； c） 刷子；
d） 抹刀、刮刀、直角三角板、测锤、折叠尺、干中砂、石膏、油； e） 遮阳挡风装置。
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图例说明：
a）按照秤杆原理设计的可旋转的测量臂；位移测试时要考虑杠杆的比例hP:hM。 b）单轴可伸缩移动的测量臂;位移测试比例为1:1。 1、测量表，即位移传感器 5、荷载 2、支架 6、垂直支架 3、旋转点 7、支座 4、测量臂 8、触点
sM、s 位移测量表，即位移传感器 图3 带触点的位移测试装置图例 2.3.8平板载荷试验仪的标定及校验
平板载荷试验仪的标定和校验必须按规定执行。 平板载荷试验仪出厂前和维修后都必须进行标定。 平板载荷试验仪必须每年标定一次。 2.3.9试验的前提条件
平板载荷试验适用于粗颗粒土、混合颗粒土以及塑性硬质细颗粒土的检测。检测时，承
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载板下面不能有大于承载板直径1/4 的颗粒。
快干性的等粒径的砂子、地面表层硬化或软化、试验前地面表层受到破坏的地方不符合 检测条件。被测土体的密度必须尽可能保持不变。
细粒土（粉砂、黏土）只有在压实的条件下方可进行检测。在不确定的情况下，要对地 面不同深度进行检测，地面以下最深至d(d=承载板直径)。 2.4 试验步骤
2.4.1测试面的准备工作
准备一个与承载板面积大小相适应的测试面。借助工具（钢尺、抹刀或通过推移和转动 承载板）尽可能地将测试面整平，清除地面上的杂物。 2.4.2平板载荷试验仪的安装
承载板要准确地放在测试面上。如果测试面稍有不平整，可用几毫米厚的干中砂或石膏 糊充填找平。然后将承载板放在测试面上转动并轻砸使承载板与测试面密贴。使用石膏糊时 承载板下会很滑，被压挤出的石膏应在凝固前清除，直到石膏凝固以后方可进行测试。 用承载板上的盒式水准器检查测试面是否水平。
液压缸放在承载板中心位置上，并与加载反力装置底面垂直，并且要进行加固以防倾倒。 承载板与加载反力装置着地点间的净距离对于直径300mm 的承载板不得小于0.75m，直径 600mm的承载板不得小于1.10m，直径762mm的承载板不得小于1.30m。加载反力装置要 进行加固以防移动.
加载反力装置安装要牢固、安全。 以上要求也适用于斜面测试。 2.4.3位移测试装置的安装
位移测试是通过测量表,即位移传感器完成的。 测量承载板的位移时，首先要将传感器触点放到承载板的中心位置上。支撑架的着地点与加 载装置的着地点的距离不得少于1.25m。支撑架须保持水平状态，位移传感器，即测量表必 须垂直于测试面。
安装承载板时需注意把位移传感器的触点无约束地放入承载板上测量孔中，并保持在承 载板中心位置上。
位移测试装置要有防日晒和防风沙的保护措施。检测进行中平板载荷试验仪和加载装置 不得晃动。 2.4.4预加载
在平板载荷试验开始进行之前，将力和位移传感器，既测量表调整到零值。然后对承载 板进行预加载大约30秒钟，对于直径300mm和600mm的承载板预加应力为0.01MN/m2， 直径762mm的承载板预加应力为0.005MN/m2。
该级荷载下的位移传感器，即测量表显示为零值。 2.4.5加载与卸载 2.4.5.1概论
平板载荷试验预计要达到的最大荷载和（或）最大位移是根据各自的检测目标位移、土 的性质和承载板尺寸大小来确定的。 2.4.5.2 变形模量Ev 值的测试
要测得变形模量Ev 值必须至少分6 级进行等时间间距的加载，来达到预定的最大应力 值。从一级到下一级的荷载的量值变化必须在1min内完成。承载板的卸载按最大荷载的50%、 25%、0%三个级进行。卸载后，按照前面同样的操作步骤，保持与前面各级相同的荷载范围
进行又一轮（第二次）加载，但只是加到第一轮荷载的最后一级。
每次加载和卸载时，必须在本级荷载达到要求值开始算起120s 后,方可进行下一级荷载
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变化的操作。对于交通道路工程的持力层可将该等待时间缩短为60s。荷载在每一加载等级 上要保持恒定。检测结果必须在每次荷载变化前填入检测记录表上(见1.5,表1 和2)。 在交通道路工程中，原则上使用直径300mm 的承载板。在这种情况下使荷载不断增加, 直到承载板的标准应力达0.5MN/m2为止。如果位移先达到了5mm，则将其所对应的标准应力
值作为最大应力值。
使用直径600mm 的承载板时，相应的极限值为0.25MN/m2和8mm，使用直径762mm 的承载板时相应的极限值为0.2MN/m2和13mm。
在出现异常检测结果时，很可能是承载板倾斜过大或沉陷过大造成的，这时测试点的土 要挖到一定的深度，使测试面与承载板的直径相适应。同时，在地质情况有差异时，如土体 压实度不同或遇到石块等，都应在检测记录中加以注明。
如果被检测的土体中有颗粒强度极小（如：珍珠岩），或者，当荷载增加时位移出现很